ในที่สุดคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะเข้าสู่ตลาดเมื่อใด

ด้วยความตื่นเต้นมากมายเกี่ยวกับควอนตัมคอมพิวติ้ง รวมถึง โครงการใหม่มูลค่า 2.5 พันล้านปอนด์ของสหราชอาณาจักร – เราจะพยายามทำนายได้อย่างไรว่าอนาคตจะนำมาซึ่งอะไร? จุดเริ่มต้นที่หนึ่งคือกราฟที่คิดค้นขึ้นในปี 1995 โดย แจ็กกี้ เฟนน์นักวิเคราะห์จากบริษัทที่ปรึกษาด้านเทคโนโลยีของสหรัฐฯ Gartner Inc. ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ “Gartner hype cycle” การวิเคราะห์นี้แสดงให้เห็นว่าความคาดหวังที่มีต่อเทคโนโลยีนั้นๆ พัฒนาไปตามกาลเวลาอย่างไร ฉันสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่ากราฟค่อนข้างแม่นยำ

เรามักเริ่มด้วย "ตัวกระตุ้นเทคโนโลยี" เมื่อทุกคนสังเกตเห็นว่ามีเรื่องใหญ่เกิดขึ้น ดอกเบี้ยเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและเงินเริ่มไหลเข้ามา ความตื่นเต้นเพิ่มขึ้นจนกระทั่งเราไปถึง "จุดสูงสุดของความคาดหวังที่สูงเกินจริง" จากนั้นความสนใจก็เริ่มลดลงจนกระทั่งเราเข้าสู่ "รางแห่งความท้อแท้" เมื่อผู้คนตระหนักว่าสิ่งต่าง ๆ นั้นยากและซับซ้อนกว่าที่คิด ต่อมา กิจกรรมเริ่มดีขึ้นอีกครั้งผ่าน "ความลาดชันของการรู้แจ้ง" จนกระทั่งเราไปถึง "ที่ราบสูงแห่งการผลิต" ซึ่งในที่สุดบริษัทต่างๆ ก็ตระหนักว่าสิ่งใดใช้ได้ผลและรู้ว่าลูกค้าต้องการอะไร

สิ่งที่ Gartner hype cycle บอกกับเราคือจะมีผู้ชนะจำนวนมากในการคำนวณแบบควอนตัม แต่ก็มีผู้แพ้จำนวนมากเช่นกัน บริษัทบางแห่งจะหมดเงินเพราะพวกเขาทำตามแนวทางที่ไม่สามารถปรับขนาดขึ้นได้เมื่อตลาดขยายตัว หรือเนื่องจากการดำเนินการที่ไม่ดี จังหวะเวลาที่ไม่ดี หรือความผิดพลาดในการจัดการ แม้ว่าตอนนี้จะมีเงินมากมายสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมด้วย ประมาณการจาก ควอนตัมอินไซเดอร์ วางตัวเลขไว้ที่ 3.2 พันล้านปอนด์ในปี 2022

บางบริษัทได้รับคำสั่งซื้อผลิตภัณฑ์ด้วยซ้ำ พวกเขารวมถึง ควอนตัมสากลซึ่งได้บรรจุถุง สัญญา 67 ล้านยูโร กับศูนย์อวกาศแห่งเยอรมัน นอกจากนี้ยังมี ORCA คอมพิวเตอร์ซึ่งได้รับรางวัล รางวัลการเริ่มต้นธุรกิจ จากสถาบันฟิสิกส์ในปี 2020 และขณะนี้มีคำสั่งซื้ออุปกรณ์ ORCA PT-1 จากกระทรวงกลาโหมของสหราชอาณาจักร และจากศูนย์คอมพิวเตอร์ควอนตัมของอิสราเอล เครื่องจักรของ ORCA เป็นเครื่องแรกที่สามารถทำงานที่อุณหภูมิห้องได้

ผู้มีโอกาสเป็นลูกค้าจำนวนมากจะไม่เข้าใจประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมจนกว่าพวกเขาจะเห็นว่าระบบการทำงานแก้ปัญหาได้

แต่ตามที่ Richard Murray หัวหน้า ORCA ชี้ให้เห็นอย่างถูกต้อง เมื่อเร็ว ๆ นี้ ฟอร์บ บทความความท้าทายกำลังค้นหาว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมใดที่สามารถนำมาใช้ได้ดีที่สุด เช่นเดียวกับเทคโนโลยีใหม่ๆ ไม่มีคำตอบที่ง่าย ผู้มีโอกาสเป็นลูกค้าจำนวนมากไม่เข้าใจถึงประโยชน์จนกว่าจะเห็นว่าระบบการทำงานสามารถแก้ปัญหาได้ อย่างไรก็ตาม พูดได้อย่างปลอดภัยว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะทำได้ดีเป็นพิเศษในการจัดการกับปัญหาบางอย่างที่ยากหรือแม้แต่เป็นไปไม่ได้สำหรับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่จะแก้ไข

หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือ อัลกอริทึมของแคระแกร็นซึ่งสามารถแยกตัวประกอบจำนวนมากได้เร็วกว่าอัลกอริทึมแบบดั้งเดิม สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NIST) ได้กล่าวไว้แล้วว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะสามารถทำลายโครงสร้างพื้นฐานคีย์สาธารณะที่มีอยู่ภายในปี 2029 เช่น การเข้ารหัส AES 128 บิตซึ่งปัจจุบันใช้เพื่อป้องกันข้อมูลที่ละเอียดอ่อนที่ส่งผ่านอินเทอร์เน็ต

แอปพลิเคชั่นนี้กำลังขับเคลื่อนตลาดและความต้องการเครื่องจักรขนาดใหญ่ด้วย 10,000 ควอนตัมบิต (qubits) หรือมากกว่านั้น. ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการปฏิบัติการข่าวกรองเพื่อถอดรหัสข้อมูลที่จัดเก็บด้วยการเข้ารหัสที่ค่อนข้างต่ำ (แม้ว่าน่าขัน ข้อมูลดังกล่าวอาจจะเก่าและไม่มีค่าขนาดนั้น) ดังนั้นหากคอมพิวเตอร์ควอนตัมกลายเป็นความจริง ความสามารถในการถอดรหัสอัลกอริธึมการเข้ารหัสจะส่งผลต่อความปลอดภัยของอินเทอร์เน็ตและทำให้ความปลอดภัยทั่วโลกเสียหาย

เป็นปัญหาที่ได้รับการยอมรับจากรัฐบาลและองค์กรต่างๆ รวมถึง NIST นั่นเองซึ่งได้มีการเปิดตัวโปรแกรมที่จะพัฒนาใหม่ มาตรฐานการเข้ารหัส "หลังควอนตัม" ที่จะต้านทานการโจมตีของคอมพิวเตอร์ควอนตัม มาตรฐานใหม่เหล่านี้จะได้รับการออกแบบให้มีความปลอดภัยแม้ว่าผู้โจมตีจะมีคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ตาม

ทำให้มันใช้งานได้

คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังและคุ้มราคายังยอดเยี่ยมในการใช้อัลกอริทึมพิเศษเพื่อแก้ปัญหา "การเพิ่มประสิทธิภาพ" ที่ซับซ้อน เช่น การตั้งเวลา การกำหนดเส้นทาง และโลจิสติกส์ สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการแสวงหาทางออกที่ดีที่สุดจากความเป็นไปได้มากมาย – ที่มีชื่อเสียงที่สุดคือ “ปัญหาการเดินทาง-พนักงานขาย”ซึ่งต้องหาเส้นทางที่สั้นที่สุดระหว่างเมืองต่างๆ เพื่อให้แต่ละเมืองได้แวะเยี่ยมชมอย่างน้อยหนึ่งครั้งก่อนกลับบ้าน บริษัทต่างๆ เช่น Amazon, Fedex และ UPS ซึ่งมุ่งเน้นที่การจัดส่งและโลจิสติกส์ ย่อมต้องการเข้าสู่เทคโนโลยีควอนตัมอย่างแน่นอน

แอปพลิเคชั่นที่น่าตื่นเต้นอีกอย่างคือการจำลองระบบควอนตัมซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะทำกับอุปกรณ์แบบคลาสสิก คอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงเหมาะสำหรับเคมีควอนตัม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจำลองพฤติกรรมของโมเลกุลและปฏิกิริยาเคมี ฉันสามารถจินตนาการถึงตลาดที่มีศักยภาพขนาดใหญ่สำหรับบริษัทยาที่พัฒนายาใหม่ ผู้ผลิตที่สร้างแบตเตอรี่ชนิดใหม่ หรือบริษัทที่สร้างวัสดุใหม่

จากนั้นก็มี การเรียนรู้ของเครื่องและปัญญาประดิษฐ์ (AI). คอมพิวเตอร์ควอนตัมควรจะสามารถปรับปรุงอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องได้ ซึ่งเป็นไปได้อย่างมาก โดยการจัดหารูทีนการปรับให้เหมาะสมที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น หรือโดยการสำรวจโมเดลและสถาปัตยกรรมใหม่ๆ นี่อาจเป็นตลาดใหม่ขนาดใหญ่ แต่จะขึ้นอยู่กับภาคส่วนเทคโนโลยีควอนตัมที่สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริง และการพัฒนาอัลกอริทึมและแอปพลิเคชันที่สามารถใช้ประโยชน์จากความสามารถพิเศษของพวกเขา

การทำให้ระบบนิเวศควอนตัมเป็นประชาธิปไตย: Krysta Svore ของ Microsoft บนเส้นทางสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ปรับขนาดได้

ในความเป็นจริงมีหลายวิธีในการเล่นในระดับฮาร์ดแวร์ควอนตัม ดังที่ได้กล่าวไปแล้วบริษัทต่างๆ เช่น Google, IBM, Orca, Rigetti และ Universal Quantum กำลังพัฒนาโปรเซสเซอร์ควอนตัมที่มีจำนวนคิวบิตเพิ่มขึ้น มีการวิจัยมากมายเกี่ยวกับการพัฒนาคิวบิตประเภทใหม่ๆ เช่น คิวบิตทอพอโลยี ซึ่งทนทานต่อสัญญาณรบกวนและข้อผิดพลาดได้ดีกว่า แต่ยังไม่ชัดเจนว่าพวกเขาจะชนะหรือไม่ หรือว่าควิบิตตัวนำยิ่งยวด ไอออนดัก ซิลิกอน หรือควิบิตออปติคัลจะเหนือกว่า

เราจะต้องพัฒนาระบบปฏิบัติการสำหรับตัวเลือกฮาร์ดแวร์ทั้งหมดเหล่านี้ด้วย ในขณะที่อัลกอริทึมจะต้องสร้างและทดสอบด้วย ในความเป็นจริง ต้องใช้เวลาหลายปี – หากไม่หลายสิบปี – ก่อนที่ผู้มีโอกาสเป็นลูกค้าจะสามารถเข้าใจต้นทุน-ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างถ่องแท้ ทำไมต้องใช้เงินกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องใหม่ ในเมื่อคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกก็สามารถทำงานได้เช่นกัน

ความไม่แน่นอนรอบ ๆ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะหายไปก็ต่อเมื่อมีคนเริ่มขายแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่ปรับขนาดได้ในราคาย่อมเยา โดยมี 10,000 คิวบิตขึ้นไป

แน่นอนว่า แอปพลิเคชั่นแรกๆ ของควอนตัมคอมพิวเตอร์ไม่กี่รายการจะออกสู่ตลาด แต่ความไม่แน่นอนเกี่ยวกับเครื่องเหล่านี้จะหายไปก็ต่อเมื่อมีคนเริ่มขายแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่ปรับขนาดได้ในราคาย่อมเยา โดยมี 10,000 คิวบิตขึ้นไป นั่นคือเวลาที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะเริ่มทำงาน และเราจะแน่ใจว่ามันมีประโยชน์สำหรับอะไร นักฟิสิกส์อาจรู้สึกทึ่งในทุกสิ่งเกี่ยวกับควอนตัม แต่เมื่อไปถึง "ที่ราบสูงแห่งผลผลิต" ก็เป็นที่คาดเดาของทุกคน

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/when-will-quantum-computers-finally-break-into-the-market/