คำมั่นสัญญาของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีรากฐานมา เซ็กซี่บาคาร่า จากกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเป็นฟิสิกส์ที่ขัดกับสัญชาตญาณที่ควบคุมเอนทิตีเล็กๆ เช่น อะตอม อิเล็กตรอน และโมเลกุล องค์ประกอบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัมคือ qubit (ออกเสียงว่า “CUE-bit”) แตกต่างจากบิตคอมพิวเตอร์มาตรฐาน ซึ่งสามารถรับค่า 0 หรือ 1 คิวบิตสามารถเป็น 0, 1 หรือการรวมกันของทั้งสอง — การเรียงลำดับของนรกระหว่าง 0 ถึง 1 เรียกว่าการทับซ้อนของควอนตัม เมื่อวัด qubit มีโอกาสได้ 0 และมีโอกาสได้ 1 แต่ก่อนที่จะวัด มันคือทั้ง 0 และ 1
เนื่องจาก qubits สามารถแสดง 0 และ 1 ได้พร้อมกัน จึงสามารถเข้ารหัสข้อมูลจำนวนมากได้ ในการคำนวณ ความเป็นไปได้ทั้งสองอย่าง — 0 และ 1 — ทำงานพร้อมกัน ทำให้สามารถคำนวณแบบขนานที่เร่งความเร็วของโซลูชัน
อีกประการหนึ่งของ qubit quirk:
คุณสมบัติของพวกเขาสามารถพันกันผ่านปรากฏการณ์ควอนตัมของการพัวพัน ( SN: 4/29/17, p. 8 ) การวัดค่าหนึ่งควิบิตในคู่ที่พัวพันเผยให้เห็นคุณค่าของคู่หูในทันที แม้ว่าจะอยู่ห่างไกลกัน ซึ่งอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เรียกว่า “การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล”
คุณสมบัติควอนตัมแปลก ๆ ดังกล่าวสามารถคำนวณได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด แต่วิธีการดังกล่าวจะไม่เร่งการแก้ปัญหาทุกปัญหาที่เกิดขึ้น เครื่องคิดเลขควอนตัมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับปริศนาบางประเภท ซึ่งสามารถเลือกคำตอบที่ถูกต้องได้โดยกระบวนการที่เรียกว่าการรบกวนควอนตัม ผ่านการรบกวนควอนตัม คำตอบที่ถูกต้องจะถูกขยายในขณะที่ส่วนอื่นๆ ถูกยกเลิกไป เช่น ระลอกคลื่นมาบรรจบกันในทะเลสาบ ทำให้ยอดบางส่วนมีขนาดใหญ่ขึ้นและบางส่วนหายไป
การใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีชื่อเสียงที่สุดวิธีหนึ่งคือการแยกจำนวนเต็มขนาดใหญ่ออกเป็นปัจจัยเฉพาะ สำหรับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก งานนี้เป็นเรื่องยากมากที่ข้อมูลบัตรเครดิตและข้อมูลสำคัญอื่นๆ จะได้รับการรักษาความปลอดภัยผ่านการเข้ารหัสตามหมายเลขแฟคตอริ่ง ในที่สุด คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีขนาดใหญ่พอสามารถทำลายการเข้ารหัสประเภทนี้ได้ โดยแยกตัวประกอบตัวเลขที่อาจต้องใช้เวลาหลายล้านปีกว่าที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกจะถอดรหัส
คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังสัญญาว่าจะเร่งการค้นหาโดยใช้ qubits เพื่อเลือกเข็มข้อมูลในกองหญ้าข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
คิวบิตสามารถผลิตได้โดยใช้วัสดุหลากหลาย รวมทั้งไอออน ซิลิกอน หรือตัวนำยิ่งยวด ซึ่งนำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทาน น่าเสียดายที่ไม่มีเทคโนโลยีใดที่อนุญาตให้ใช้คอมพิวเตอร์ที่พอดีกับเดสก์ท็อปได้อย่างง่ายดาย แม้ว่าชิปคอมพิวเตอร์จะมีขนาดเล็ก แต่ก็ขึ้นอยู่กับระบบทำความเย็นขนาดใหญ่ ห้องสุญญากาศ หรืออุปกรณ์ขนาดใหญ่อื่นๆ เพื่อรักษาคุณสมบัติควอนตัมที่ละเอียดอ่อนของคิวบิต คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจถูกจำกัดให้อยู่ในห้องปฏิบัติการเฉพาะสำหรับอนาคตอันใกล้นี้ เพื่อเข้าถึงจากระยะไกลผ่านทางอินเทอร์เน็ต
ไปสู่จุดสูงสุด
วิสัยทัศน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เชื่อมต่อกับเว็บได้เริ่มต้นขึ้นแล้วสำหรับการคำนวณด้วยควอนตัมนั้นน่าตื่นเต้น ใกล้จะถึงแล้ว และเราอยากให้ผู้คนจำนวนมากขึ้นเชี่ยวชาญในเรื่องนี้ ในปี 2559 IBM ได้เปิดตัว Quantum Experience ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทุกคนทั่วโลกสามารถเข้าถึงออนไลน์ได้ฟรี
ด้วย 5 qubits ประสบการณ์ควอนตัมจึง “จำกัดในสิ่งที่คุณสามารถทำได้” เจอร์รี โจว ผู้บริหารกลุ่มคอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นทดลองของไอบีเอ็มกล่าว (คอมพิวเตอร์ 16 บิตของ IBM อยู่ในการทดสอบเบต้า ดังนั้นผู้ใช้ Quantum Experience จึงเพิ่งเริ่มลงมือทำ) แม้จะมีข้อจำกัด แต่ Quantum Experience ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ โปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์ และสาธารณชนทั่วไปได้คุ้นเคยกับการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม — ซึ่งทำตามกฎที่แตกต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไป ดังนั้นจึงต้องการวิธีคิดใหม่ๆ เกี่ยวกับปัญหา “การคำนวณควอนตัมเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้น ใกล้จะถึงแล้ว และเราอยากให้ผู้คนจำนวนมากขึ้นมีความรอบรู้ในเรื่องนี้” Chow กล่าว “นั่นจะทำให้การพัฒนาและความก้าวหน้าเร็วยิ่งขึ้น”
แต่ในการที่จะเริ่มต้นการคำนวณด้วยควอนตัมได้อย่างเต็มที่ นักวิทยาศาสตร์จะต้องพิสูจน์ว่าเครื่องของพวกเขาสามารถทำงานได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์มาตรฐานที่ดีที่สุด นักฟิสิกส์ควอนตัม Simon Devitt จาก Macquarie University ในซิดนีย์กล่าวว่า “ขั้นตอนนี้มีความสำคัญในการโน้มน้าวชุมชนว่าคุณกำลังสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริง การสาธิตอำนาจสูงสุดของควอนตัมดังกล่าวอาจเกิดขึ้นภายในสิ้นปีหรือในปี 2561 Devitt คาดการณ์
นักวิจัยจาก Google กำหนดกลยุทธ์เพื่อแสดงให้เห็นถึงอำนาจสูงสุดของควอนตัม โพสต์ออนไลน์ที่ arXiv.org ในปี 2016 พวกเขาเสนออัลกอริทึมที่หากทำงานบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีขนาดใหญ่พอ จะสร้างผลลัพธ์ที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีอำนาจมากที่สุดในโลกไม่สามารถจำลองได้
วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการดำเนินการสุ่มบน qubits และการวัดการกระจายของคำตอบที่คายออกมา การแจกแจงแบบเดียวกันบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกจะต้องจำลองการทำงานภายในที่ซับซ้อนของคอมพิวเตอร์ควอนตัม การจำลองคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีมากกว่า 45 qubits จะไม่สามารถจัดการได้ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไม่สามารถเข้าถึงควอนตัมไวด์เหล่านี้ได้
เพื่อเข้าสู่ดินแดนหลังนี้ Google ซึ่งมีคอมพิวเตอร์ขนาด 9 คิวบิต มีแผนเชิงรุกที่จะขยายขนาดได้ถึง 49 คิวบิต “เราค่อนข้างมองโลกในแง่ดี” John Martinis จาก Google นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารากล่าว เซ็กซี่บาคาร่า / ร้านอาหาร
