ในความก้าวหน้าครั้งสำคัญของการประมวลผลควอนตัม Google ได้เปิดตัวโปรเซสเซอร์ควอนตัมรุ่นล่าสุดที่มีชื่อว่า Willow ซึ่งมีคิวบิต 105 ตัวและสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้อย่างไม่เคยมีมาก่อน การพัฒนานี้ถือเป็นก้าวสำคัญสู่การประมวลผลควอนตัมในทางปฏิบัติ ท้าทายความสงสัยที่ผ่านมาเกี่ยวกับศักยภาพของเทคโนโลยีนี้ในระยะใกล้
 |
|---|
| โปรเซสเซอร์ควอนตัม Willow ที่แสดงถึงก้าวสำคัญในเทคโนโลยีการประมวลผลเชิงควอนตัม |
ความสำเร็จด้านการแก้ไขข้อผิดพลาดที่ปฏิวัติวงการ
ชิป Willow กลายเป็นโปรเซสเซอร์ควอนตัมเครื่องแรกที่แสดงให้เห็นถึงการลดลงแบบเอกซ์โพเนนเชียลของอัตราข้อผิดพลาดเมื่อเพิ่มจำนวนคิวบิต ความสำเร็จนี้ขัดแย้งกับความท้าทายแบบดั้งเดิมของการประมวลผลควอนตัมที่การเพิ่มคิวบิตมักนำไปสู่อัตราข้อผิดพลาดที่สูงขึ้น ชิปนี้ทำงานต่ำกว่าเกณฑ์การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมที่สำคัญ โดยอัตราข้อผิดพลาดลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อเพิ่มคิวบิตทางกายภาพตามขนาด
ก้าวกระโดดด้านประสิทธิภาพในการประมวลผลควอนตัม
ในการสาธิตความสามารถที่น่าทึ่ง ชิป Willow สามารถทำการสุ่มตัวอย่างวงจร (RCS) เสร็จสิ้นภายในเวลาไม่ถึง 5 นาที ซึ่งเป็นงานที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบันจะใช้เวลาประมาณ 10 เซปติลเลียนปีในการประมวลผล ความสำเร็จนี้เหนือกว่าประสิทธิภาพของชิป Sycamore 54 คิวบิตของ Google จากปี 2019 อย่างมีนัยสำคัญ
| คุณสมบัติ | ข้อกำหนด |
|---|---|
| จำนวนคิวบิตทั้งหมด | 105 |
| การรักษาสถานะควอนตัม | 100 ไมโครวินาที |
| การรักษาสถานะก่อนหน้า | 20 ไมโครวินาที |
| เวลาในการทดสอบ RCS | น้อยกว่า 5 นาที |
| เวลาที่ใช้ในการประมวลผลแบบดั้งเดิม | 10^25 ปี |
ความก้าวหน้าทางเทคนิค
Willow มีการปรับปรุงที่สำคัญหลายประการเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า ชิปนี้มีคิวบิตและตัวเชื่อมต่อที่ปรับแต่งได้ซึ่งช่วยให้เกตและการดำเนินการทำงานได้เร็วขึ้น ส่งผลให้มีอัตราข้อผิดพลาดที่ต่ำลง ที่สำคัญที่สุดคือสามารถยืดเวลาในการรักษาสถานะควอนตัมจาก 20 ไมโครวินาทีเป็น 100 ไมโครวินาที ซึ่งเป็นการพัฒนาที่เพิ่มขึ้น 5 เท่า ทำให้สามารถแก้ปัญหาการคำนวณที่ซับซ้อนมากขึ้น
| การเปรียบเทียบความก้าวหน้า | Sycamore (2019) | Willow (2024) |
|---|---|---|
| จำนวนคิวบิต | 54 | 105 |
| สถานะการคำนวณ | พื้นฐาน | มากกว่า 2^52 เท่า (4.5 ควอดริลเลียน) |
| เวลาทดสอบ RCS | 200 วินาที | น้อยกว่า 5 นาที |
เส้นทางสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์
Google คาดการณ์ว่าการใช้งานควอนตัมเชิงพาณิชย์ที่เป็นประโยชน์อาจเกิดขึ้นได้ภายใน 5 ปีข้างหน้า แม้ว่าการบรรลุความทนทานต่อข้อผิดพลาดอย่างสมบูรณ์ยังคงต้องเอาชนะความท้าทายที่สำคัญ เช่น การใช้คิวบิตเชิงตรรกะระยะ 27 ที่ต้องใช้คิวบิตทางกายภาพเกือบ 1,500 ตัว ชิป Willow ถือเป็นความสำเร็จครั้งที่สามในแผนงาน 10 ปีของ Google เพื่อพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่แก้ไขข้อผิดพลาดได้ด้วยคิวบิตเชิงตรรกะ 1,000 ตัว
ผลกระทบต่ออุตสาหกรรมและแนวโน้มในอนาคต
การพัฒนานี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาสำคัญของวงการการประมวลผลควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากที่มีความสงสัยจากผู้นำในอุตสาหกรรมเกี่ยวกับกำหนดเวลาการใช้งานจริงของการประมวลผลควอนตัม ความสำเร็จของชิป Willow แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่จับต้องได้สู่การประยุกต์ใช้การประมวลผลควอนตัมในทางปฏิบัติ ซึ่งอาจเร่งการพัฒนาในด้านต่างๆ เช่น การจำลองการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การค้นพบยา วิทยาศาสตร์วัสดุ และการจำลองทางการเงิน