คอมพิวเตอร์ควอนตัมโฟโตนิกซึ่งควบคุมอนุภาคของแสงหรือบาคาร่าออนไลน์โฟตอนทำการคำนวณที่เป็นไปไม่ได้สำหรับคอมพิวเตอร์ทั่วไปนักวิจัยในประเทศจีนรายงานออนไลน์ในวันที่ 3 ธันวาคมในScience หลักชัยนั้นเรียกว่า quantum supremacy เคยเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวในปี 2019 โดยคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ Google ( SN: 10/23/19 ) อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์ของ Google นั้นใช้วัสดุตัวนำยิ่งยวด ไม่ใช่โฟตอน
“นี่เป็นการยืนยันโดยอิสระครั้งแรกของการกล่าวอ้างของ Google
ว่าคุณสามารถบรรลุอำนาจสูงสุดของควอนตัมได้จริงๆ” สกอตต์ แอรอนสัน นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยเทกซัสออสติน กล่าว “นั่นน่าตื่นเต้น”
คอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวใหม่นี้ตั้งชื่อตามข้อความทางคณิตศาสตร์ของจีนโบราณ สามารถทำการคำนวณได้ภายใน 200 วินาที ซึ่งจะใช้เวลามากกว่าครึ่งพันล้านปีในคอมพิวเตอร์ที่ไม่ใช่ควอนตัมหรือคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่เร็วที่สุดในโลก
“ความประทับใจแรกของฉันคือ ‘ว้าว’” นักฟิสิกส์ควอนตัม Fabio Sciarrino จากมหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรมกล่าว
อุปกรณ์ของ Google ที่เรียกว่า Sycamore นั้นใช้ควอนตัมบิตเล็กๆ ที่ทำจากวัสดุตัวนำยิ่งยวด ซึ่งนำพลังงานโดยไม่มีความต้านทาน ในทางตรงกันข้าม Jiuzhang ประกอบด้วยอุปกรณ์ออพติคอลที่ซับซ้อนซึ่งส่งโฟตอนไปรอบๆ อุปกรณ์เหล่านี้รวมถึงแหล่งกำเนิดแสง ตัวแยกลำแสงหลายร้อยตัว กระจกหลายสิบตัว และเครื่องตรวจจับโฟตอน 100 ตัว
คอมพิวเตอร์ควอนตัมจิ่วจาง
คอมพิวเตอร์ควอนตัม Jiuzhang ควบคุมแสงผ่านการจัดเรียงอุปกรณ์ออปติคัลที่ซับซ้อน (แสดง)
แฮนเซ่น จง
การใช้กระบวนการที่เรียกว่าการสุ่มตัวอย่างโบซอน Jiuzhang สร้างการกระจายของตัวเลขที่ยากมากสำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่จะทำซ้ำ วิธีการทำงาน: โฟตอนจะถูกส่งไปยังเครือข่ายช่องสัญญาณก่อน โฟตอนแต่ละตัวจะพบกับชุดตัวแยกลำแสง ซึ่งแต่ละโฟตอนจะส่งโฟตอนลงมาสองเส้นทางพร้อมกัน ในสิ่งที่เรียกว่าการทับซ้อนของควอนตัม เส้นทางยังรวมเข้าด้วยกัน และการแยกและการรวมกันซ้ำๆ ทำให้โฟตอนรบกวนซึ่งกันและกันตามกฎของควอนตัม
ในที่สุด จำนวนโฟตอนในแต่ละช่องสัญญาณออกของเครือข่ายจะถูกวัดในตอนท้าย เมื่อทำซ้ำหลายครั้ง กระบวนการนี้จะสร้างการกระจายของตัวเลขตามจำนวนโฟตอนที่พบในแต่ละเอาต์พุต
หากใช้โฟตอนจำนวนมากและหลายช่องสัญญาณ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะสร้างการแจกแจงตัวเลขที่ซับซ้อนเกินกว่าที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกจะคำนวณได้ ในการทดลองใหม่ โฟตอนมากถึง 76 ผ่านเครือข่าย 100 ช่องสัญญาณ สำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่ทรงพลังที่สุดเครื่องหนึ่งของโลก ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของจีน Sunway TaihuLight ทำนายผลลัพธ์ที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะได้รับสำหรับสิ่งที่เกิน 40 โฟตอนนั้นยากจะรักษา
แม้ว่า Google จะเป็นคนแรกที่ทำลายกำแพงอำนาจสูงสุดของควอนตัม
แต่เหตุการณ์สำคัญคือ “ไม่ใช่ความสำเร็จเพียงนัดเดียว” ผู้เขียนร่วมการศึกษาและนักฟิสิกส์ควอนตัม Chao-Yang Lu จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนในเหอเฟยกล่าว “เป็นการแข่งขันที่ต่อเนื่องระหว่างฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและการจำลองแบบคลาสสิกที่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง” หลังจากการเรียกร้องสูงสุดของ Google ควอนตัม IBM ได้เสนอประเภทของการคำนวณที่อาจอนุญาตให้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทำงานที่คอมพิวเตอร์ของ Google เสร็จสมบูรณ์ อย่างน้อยก็ในทางทฤษฎี
และการบรรลุอำนาจสูงสุดของควอนตัมไม่ได้บ่งชี้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังมีประโยชน์อย่างมาก เนื่องจากการคำนวณเป็นการคำนวณที่ลึกลับซึ่งออกแบบมาให้ยากสำหรับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก
Christian Weedbrook นักฟิสิกส์ควอนตัม ซีอีโอของ Xanadu บริษัทในโตรอนโตที่มุ่งเน้นการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมโฟโตนิก กล่าวว่า ผลลัพธ์ที่ได้จะช่วยเพิ่มโปรไฟล์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมโฟโตนิก ซึ่งไม่ได้รับความสนใจมากเท่ากับเทคโนโลยีอื่นๆ เสมอไป “ตามประวัติศาสตร์ โฟโตนิกส์เป็นม้ามืด”
Weedbrook ตั้งข้อสังเกตว่าข้อจำกัดอย่างหนึ่งของ Jiuzhang ก็คือมันสามารถทำงานประเภทเดียวเท่านั้น กล่าวคือ การสุ่มตัวอย่างโบซอน ในทางตรงกันข้าม คอมพิวเตอร์ควอนตัมของ Google สามารถตั้งโปรแกรมให้รันอัลกอริทึมต่างๆ ได้ แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมโฟโตนิกประเภทอื่นๆ รวมทั้งของซานาดู สามารถตั้งโปรแกรมได้
การแสดงให้เห็นถึงอำนาจสูงสุดของควอนตัมด้วยอุปกรณ์ประเภทต่างๆ เผยให้เห็นว่าการประมวลผลควอนตัมคืบหน้าไปอย่างรวดเร็วเพียงใด Sciarino กล่าว “ความจริงที่ว่าตอนนี้ทั้งสองแพลตฟอร์มที่แตกต่างกันสามารถบรรลุระบอบการปกครองนี้ได้ … แสดงให้เห็นว่าพื้นที่ทั้งหมดกำลังก้าวหน้าไปในทางที่เป็นผู้ใหญ่มาก”บาคาร่าออนไลน์
