“Journal Club” ของ IQT: คู่มือสำหรับคนธรรมดาเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์อ่างเก็บน้ำควอนตัม – ภายในเทคโนโลยีควอนตัม

“Journal Club” ของ IQT เป็นชุดบทความรายสัปดาห์ที่แจกแจงรายละเอียดรายงานวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีควอนตัมล่าสุด และอภิปรายถึงผลกระทบที่มีต่อระบบนิเวศควอนตัม  

ขอบเขตของคอมพิวเตอร์ควอนตัม มักจะดูเหมือนหลุดออกมาจากหน้านิยายวิทยาศาสตร์ แต่มันเป็นจริงมากและมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในรูปแบบใหม่ รายงานทางวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ กระดาษนักวิจัยที่ ไอบีเอ็ม ควอนตัม และศูนย์วิจัย Thomas J. Watson กำลังมุ่งเน้นไปที่แง่มุมใหม่ที่เรียกว่า "Quantum Reservoir Computing" เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ ภาพ แหล่งกักเก็บน้ำขนาดใหญ่ที่คลื่นสามารถใช้เพื่อทำนายสิ่งที่จะเกิดขึ้นต่อไป ในกรณีนี้ น้ำคือสถานะควอนตัมของอนุภาค และคลื่นเป็นข้อมูล

Quantum Reservoir Computing เป็นความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้นในด้านควอนตัม เรียนรู้เครื่องเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำนายลำดับและรูปแบบในช่วงเวลาหนึ่ง เช่นเดียวกับการพยากรณ์รูปแบบสภาพอากาศหรือแนวโน้มตลาดหุ้น คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมประสบปัญหากับงานเหล่านี้เนื่องจากเป็นเส้นตรงและเป็นระเบียบ แต่เป็นโลกธรรมชาติ – เช่นเดียวกับ ตลาดหลักทรัพย์ or สภาพอากาศ – มีความซับซ้อนและมักจะวุ่นวาย

นวัตกรรมที่แท้จริงเกี่ยวกับการพัฒนาล่าสุดคือการใช้ "สัญญาณรบกวน" ภายในระบบควอนตัม ในชีวิตประจำวัน เสียงรบกวนมักเป็นสิ่งที่เราพยายามลดหรือกำจัด อย่างไรก็ตาม ในโลกควอนตัม เสียงนี้สามารถควบคุมและควบคุมได้เพื่อช่วยคาดการณ์ได้ดีขึ้น ราวกับว่าคลื่นวิทยุสามารถบอกคุณได้ทันทีว่าจะเล่นเพลงอะไรต่อไป

นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีการปรับแต่งสัญญาณรบกวนควอนตัมนี้ โดยปรับเปลี่ยนเพื่อปรับปรุงการคาดการณ์ ซึ่งทำได้โดยการเขียนโปรแกรมสัญญาณรบกวนลงในวงจรควอนตัม ซึ่งเป็นเส้นทางที่ควบคุมบิตควอนตัมหรือคิวบิต ซึ่งเป็นหน่วยข้อมูลพื้นฐานในการคำนวณควอนตัม ด้วยการปรับแต่งสัญญาณรบกวนอย่างละเอียด นักวิจัยของ IBM Quantum จึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบควอนตัมได้

นอกจากนี้ นักวิจัยยังได้ค้นพบวิธีที่จะทำให้ระบบควอนตัมเหล่านี้ง่ายขึ้น พวกเขาได้ลดจำนวนคิวบิตที่จำเป็นและความซับซ้อนของการเชื่อมต่อ (การพัวพัน) ทำให้ระบบจัดการได้ง่ายขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ผลกระทบของความก้าวหน้าด้านคอมพิวเตอร์คลังควอนตัมเหล่านี้แสดงให้เห็นสัญญาณที่ดีแล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้รับผลลัพธ์ที่น่าประทับใจในการจำลองระบบที่ซับซ้อนโดยใช้แบบจำลองสัญญาณรบกวนเดี่ยวและหน่วยความจำขนาดเล็ก ตัวอย่างหนึ่งที่ให้ไว้คือ ระบบแม็กกี้-กระจกซึ่งเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายระบบที่ซับซ้อน เช่น การแกว่งตัวทางชีวภาพ นักวิจัยสามารถทำนายพฤติกรรมของมันล่วงหน้า 100 ก้าวในสิ่งที่เรียกว่าระบอบการปกครองที่วุ่นวาย ซึ่งเป็นความท้าทายที่สำคัญเนื่องจากลักษณะที่คาดเดาไม่ได้ของระบบ

ในแง่ของคนธรรมดา สิ่งนี้คล้ายกับการมองเข้าไปในลูกบอลคริสตัลที่ซับซ้อนมากและคาดการณ์เหตุการณ์ในอนาคตได้อย่างแม่นยำ สำหรับอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม ความก้าวหน้าเหล่านี้อาจหมายถึงการคาดการณ์ที่รวดเร็วกว่า มีประสิทธิภาพมากขึ้น และแม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับทุกสิ่ง ตั้งแต่การพยากรณ์อากาศไปจนถึงการวิเคราะห์ทางการเงินและอื่นๆ อีกมากมาย เป็นภาพที่น่าสนใจในอนาคตที่คอมพิวเตอร์ของเราสามารถคิดเหมือนเรามากขึ้น: โอบรับความสับสนวุ่นวายและความซับซ้อนแทนที่จะถูกทำให้สับสน

Kenna Hughes-Castleberry เป็นนักเขียนที่ Inside Quantum Technology และ Science Communicator ที่ JILA (ความร่วมมือระหว่าง University of Colorado Boulder และ NIST) จังหวะการเขียนของเธอมีทั้งเทคโนโลยีล้ำลึก คอมพิวเตอร์ควอนตัม และ AI ผลงานของเธอได้รับการตีพิมพ์ใน Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica และอื่นๆ อีกมากมาย

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-laymans-guide-to-quantum-reservoir-computing/