Google ประกาศความสำเร็จของชิปควอนตัมรุ่นล่าสุด ‘Willow’ ที่สามารถประมวลผลอัลกอริทึมได้ภายในเวลาเพียง 5 นาที ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกอย่าง Frontier ต้องใช้เวลาถึง 10 Septillion ปี หรือ 10,000,000,000,000,000,000,000,000 ปี ซึ่งยาวนานกว่าอายุของจักรวาลหลายเท่า
ความเคลื่อนไหวนี้นับเป็นการพัฒนาที่ก้าวกระโดดจากเมื่อ 5 ปีก่อนที่ Google เคยประกาศว่าสามารถแก้ปัญหาที่ต้องใช้เวลา 10,000 ปีให้เสร็จภายในไม่กี่นาที
Hartmut Neven ผู้ก่อตั้ง Google Quantum AI และหัวหน้าโครงการที่เรียกตัวเองว่า ‘หัวหน้าฝ่ายมองโลกในแง่ดี’ เปิดเผยว่า แม้อัลกอริทึมที่ใช้ทดสอบในครั้งนี้จะยังไม่มีประโยชน์ในการใช้งานจริง แต่เป็นการพิสูจน์ศักยภาพที่สำคัญ
“ถ้าคุณไม่สามารถชนะแม้แต่ในโจทย์ทดสอบ คุณก็จะไม่มีทางชนะในการแก้ปัญหาที่มีประโยชน์จริงได้” โดย Google ตั้งเป้าที่จะนำเสนอกรณีการใช้งานจริงที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้ภายในปี 2025
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับคอมพิวเตอร์ทั่วไปอย่างสมาร์ทโฟนหรือแล็ปท็อป คือการทำงานที่อาศัยหลักกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเป็นพฤติกรรมของอนุภาคระดับจิ๋ว ทำให้สามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมหลายล้านเท่า
อย่างไรก็ตาม การควบคุมอนุภาคเหล่านี้จำเป็นต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมพิเศษที่ป้องกันไม่ให้อนุภาคทำปฏิกิริยากับสิ่งรอบข้าง โดยส่วนใหญ่ต้องควบคุมอุณหภูมิให้ใกล้ศูนย์องศาสัมบูรณ์
ความก้าวหน้าครั้งสำคัญของ Willow คือการแก้ปัญหาเรื่องอัตราความผิดพลาด (Error Rate) ที่เป็นอุปสรรคมานานกว่า 30 ปี Neven เปรียบเทียบว่า “เหมือนกับการมีเครื่องบินที่มีเครื่องยนต์แค่หนึ่งเครื่อง มันใช้งานได้ แต่สองเครื่องจะปลอดภัยกว่า และสี่เครื่องก็จะยิ่งปลอดภัยขึ้นไปอีก”
นักวิจัยของ Google สามารถออกแบบและโปรแกรมชิปใหม่ให้มีอัตราความผิดพลาดลดลงทั้งระบบ แม้จะเพิ่มจำนวน Qubit ซึ่งเป็นหน่วยประมวลผลพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ในวงการคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีเทคโนโลยีหลายแบบที่แข่งขันกัน Google ใช้เทคโนโลยี ‘Superconducting Qubits’ เช่นเดียวกับคู่แข่งอย่าง IBM และ Amazon โดยชิป Willow ผลิตด้วยเครื่องมือที่คล้ายกับการผลิตไมโครชิปทั่วไป นอกจากนี้ Google ยังลงทุนใน QuEra Computing Inc. ที่ใช้เทคโนโลยี ‘Neutral Atom Qubits’ ด้วย
อย่างไรก็ตาม Alan Woodward ผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์จาก University of Surrey เตือนว่า ไม่ควรประเมินความสำคัญของ Willow จากการทดสอบเพียงครั้งเดียวมากเกินไป เนื่องจากโจทย์ที่ใช้ทดสอบถูกออกแบบมาเฉพาะสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม และไม่ได้แสดงถึงการเพิ่มความเร็วแบบครอบคลุมเมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม
ความก้าวหน้าของคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังสร้างความกังวลในแง่ความปลอดภัยไซเบอร์ เพราะอาจถูกใช้ในการถอดรหัสการเข้ารหัสบางประเภทที่ใช้ปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อน ล่าสุด Apple ประกาศว่ากำลังพัฒนาการเข้ารหัสแชต iMessage ให้ ‘Quantum Proof’ หรือสามารถต้านทานการถอดรหัสจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต
คาดว่าในอนาคตคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะมีประโยชน์ในหลายด้าน เช่น การออกแบบเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชัน การพัฒนายาและเภสัชภัณฑ์ การพัฒนาแบตเตอรี่รถยนต์ รวมถึงการแก้ปัญหาด้านโลจิสติกส์อย่างการจัดการการขนส่งสินค้าทางอากาศหรือการจัดเส้นทางสัญญาณโทรคมนาคม แต่ Neven ระบุว่า ชิปที่จะสามารถใช้งานเชิงพาณิชย์ได้จริงจะยังไม่เกิดขึ้นก่อนสิ้นทศวรรษนี้
ปัจจุบันรัฐบาลและบริษัทเทคโนโลยียักษ์ใหญ่ทั่วโลกต่างทุ่มเงินมหาศาลลงทุนในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัม โดยในสหราชอาณาจักรมีธุรกิจด้านควอนตัมแล้ว 50 บริษัท ดึงดูดเงินลงทุนกว่า 800 ล้านปอนด์ และมีพนักงาน 1,300 คน
ในขณะที่นักวิจัยจาก University of Oxford และ Osaka University ในญี่ปุ่นเพิ่งตีพิมพ์งานวิจัยที่แสดงให้เห็นอัตราความผิดพลาดต่ำมากใน Qubit แบบกับดักไอออน ซึ่งเป็นแนวทางการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถทำงานได้ในอุณหภูมิห้อง ต่างจากชิป Willow ที่ต้องเก็บไว้ในอุณหภูมิต่ำมากจึงจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ทั้งนี้ Google ผลิตชิป Willow ในโรงงานแห่งใหม่ที่แคลิฟอร์เนีย พร้อมตีพิมพ์ผลการวิจัยในวารสาร Nature เป็นที่เรียบร้อยแล้ว
ภาพ: Courtesy of Google
อ้างอิง:
