คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็น PC หรือ Mac ทำงานกับบิตของข้อมูลที่เป็น 0 หรือ 1 แต่การคำนวณควอนตัม ซึ่งเป็นแนวคิดที่สืบย้อนไปถึงนักฟิสิกส์ Paul Benioff เมื่อประมาณสามทศวรรษที่แล้ว ทำงานร่วมกับควอนตัมแอนะล็อกของบิตคลาสสิก: คิวบิต เนื่องจากความแปลกประหลาดของโลกควอนตัม คิวบิตจึงมีอยู่ในสิ่งที่เรียกว่าการทับซ้อนของรัฐ โดยเป็นทั้ง 0 และ 1 ในเวลาเดียวกัน เชื่อมต่อหลายสิบ qubits เข้าด้วยกัน และกลุ่มจะเข้ารหัสชุดค่าผสมที่เป็นไปได้ของ 0s และ 1s พร้อมกันทั้งหมด 4,096 ชุด การทำงานเป็นทีมที่แปลกประหลาดนี้ช่วยให้สามารถคำนวณข้อมูลหลายๆ อย่างพร้อมกันได้ เป็นเคล็ดลับว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาบางประเภทได้อย่างรวดเร็วเป็นพิเศษได้อย่างไร
อะตอมซึ่งอาศัยอยู่ในระดับเล็กๆ ที่ควบคุมโดยกฎหมายควอนตัม
เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับคิวบิต ต้องขอบคุณความสามารถที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในการจัดเก็บข้อมูลควอนตัม อะตอมที่ถูกกักขังอยู่ในสนามไฟฟ้าสามารถรับและรักษาบุคลิกภาพที่แตกแยกไว้ได้เป็นเวลาหลายนาที ซึ่งเป็นนิรันดรในโลกควอนตัม
แต่อะตอมก็ขี้อายเช่นกัน การปลอมแปลงการเชื่อมต่อระหว่างอะตอมที่จำเป็นในการคำนวณด้วย qubits เป็นเรื่องที่ท้าทายทางเทคนิค โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการเพิ่มอะตอมลงในระบบมากขึ้น สถิติโลกสำหรับอะตอมควอบิตส่วนใหญ่ที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกันนั้นอยู่ที่ 14 ซึ่งตั้งขึ้นเมื่อเดือนเมษายนปีที่แล้วโดย Thomas Monz และเพื่อนร่วมงานที่ทำงานเกี่ยวกับอะตอมแคลเซียมที่มีประจุที่มหาวิทยาลัยอินส์บรุคในออสเตรีย
แทนที่จะใช้อะตอมเป็น qubits นักวิทยาศาสตร์บางคนได้หันไปใช้วัตถุที่ใหญ่กว่าซึ่งง่ายต่อการใช้งาน: ลวดตัวนำยิ่งยวดที่แกะสลักไว้บนแผงวงจร ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เศษโลหะเหล่านี้เผยให้เห็นถึงความชอบในพฤติกรรมที่แปลกประหลาดพอๆ กับอะตอม เมื่ออิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปรอบๆ วงจรตัวนำยิ่งยวดถูกบังคับให้กระโดดผ่านฉนวนกั้น สิ่งผิดปกติก็เกิดขึ้น กระแสสามารถไหลไปในทิศทางที่ต่างกันไปพร้อม ๆ กัน หรืออาจมีประจุที่แตกต่างกันสองแบบในคราวเดียว
โครงสร้างวงจรเหล่านี้สัญญาว่าจะเชื่อมโยงได้ง่ายกว่าอะตอม
เทคนิคที่ยืมมาจากอุตสาหกรรมชิปคอมพิวเตอร์ได้รับการดัดแปลงเพื่อเชื่อมโลหะตัวนำยิ่งยวดเข้าด้วยกันและจัดการข้อมูลที่มีอยู่ ในปี 2550 ทีมงานในเนเธอร์แลนด์ได้แสดงวิธีเปลี่ยนสถานะของคิวบิตที่มีตัวนำยิ่งยวดอย่างรวดเร็วโดยใช้เกต ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการผลิตโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์
John Martinis นักฟิสิกส์ควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารากล่าวว่า “มีบางอย่างที่ทรงพลังมากเกี่ยวกับตัวนำยิ่งยวด qubits “พวกมันมีขนาดใหญ่ จึงสามารถต่อสายเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ได้อย่างง่ายดาย” โปรเซสเซอร์ตัวนำยิ่งยวดใหม่ที่มีเก้า qubits รันโปรแกรมง่ายๆ ที่ระบุปัจจัยเฉพาะของ 15 (5 และ 3) ทีมของ Martinis วางแผนที่จะรายงานในเดือนกุมภาพันธ์ในการประชุม American Physical Society
เนื่องจากขนาดที่ใหญ่โตของพวกมัน ลวดตัวนำยิ่งยวดจึงมีปัญหาในการรักษาความแปลกประหลาดของควอนตัม การสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมซึ่งทำลาย qubits นั้นยากที่จะหลีกเลี่ยงมากกว่าการสัมผัสกับอะตอม qubit ตัวนำยิ่งยวดที่ทนทานที่สุดเท่าที่เคยมีมาซึ่งสามารถทำซ้ำประสิทธิภาพได้อย่างน่าเชื่อถือได้อธิบายไว้ใน จดหมายทบทวน ทางกายภาพ วันที่ 9 ธันวาคม มันเก็บชิ้นส่วนของข้อมูลไว้เพียง 20 ไมโครวินาที
นักวิทยาศาสตร์บางคนพยายามที่จะเอาชนะข้อจำกัดของอะตอมหรือวงจรตัวนำยิ่งยวด โดยอาศัยเทคนิคเดียวในการจัดเก็บและจัดการข้อมูลในคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่นักวิจัยคนอื่นๆ คิดว่าการรวมทั้งสองวิธีเข้าด้วยกันสามารถใช้ประโยชน์จากจุดแข็งของแต่ละวิธีได้ ไฮบริดอาจมีฮาร์ดไดรฟ์อะตอมมิก หน่วยความจำสำหรับจัดเก็บข้อมูล ตามความจำเป็น ข้อมูลนั้นอาจถูกทิ้งลงใน CPU ที่ทำจาก qubits ตัวนำยิ่งยวดที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อทำการคำนวณ ผลลัพธ์ของการคำนวณเหล่านี้สามารถทิ้งกลับเข้าไปในฮาร์ดไดรฟ์ได้
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
