สิบปีต่อมาไม่มีใครรู้ว่าเมื่อไหร่

สำหรับคนที่มีความรู้น้อยกว่าที่เคยอ่านสิ่งพิมพ์เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมทั้งหมด บางคนอาจรู้สึกว่าเครื่องเหล่านี้เป็นเครื่อง "นอกชั้นวาง" ที่ทำงานในลักษณะเดียวกับคอมพิวเตอร์ทั่วไป ไม่มีอะไรผิดพลาดไปมากกว่านี้ บางคนถึงกับเชื่อว่ายังไม่มีคอมพิวเตอร์ควอนตัม และคนอื่นๆ สงสัยว่าจะใช้ทำอะไร เนื่องจากไม่ได้ออกแบบมาเพื่อแทนที่ระบบที่ไม่มีใครเทียบได้

เรามักจะได้ยินว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงและใช้งานได้จริงเครื่องแรกจะปรากฏขึ้นในราวๆ ทศวรรษนี้ อย่างไรก็ตาม ดังที่ Linley Gwennap หัวหน้านักวิเคราะห์ของ Linley Group ระบุไว้ในบทความว่า “เมื่อมีคนพูดว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะปรากฏขึ้นใน XNUMX ปีข้างหน้า พวกเขาไม่รู้ว่าจะเกิดขึ้นเมื่อไหร่”

แม้สถานการณ์จะคลุมเครือ แต่บรรยากาศการแข่งขันสำหรับสิ่งที่เรียกว่า การครอบงำควอนตัม ความกังวลเกี่ยวกับงานควอนตัมและความสำเร็จของจีน เมื่อเดือนธันวาคมปีที่แล้ว รัฐบาลสหรัฐได้ผ่านพระราชบัญญัติการริเริ่มควอนตัมแห่งชาติ (1). เอกสารนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้การสนับสนุนของรัฐบาลกลางสำหรับการวิจัย การพัฒนา การสาธิต และการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมและเทคโนโลยี ในช่วง 1 ปีที่มหัศจรรย์ รัฐบาลสหรัฐฯ จะใช้เงินหลายพันล้านเพื่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานการประมวลผลควอนตัม ระบบนิเวศ และการสรรหาบุคลากร นักพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมรายใหญ่ทั้งหมด - D-Wave, Honeywell, IBM, Intel, IonQ, Microsoft และ Rigetti รวมถึงผู้สร้างอัลกอริทึมควอนตัม XNUMXQBit และ Zapata ยินดีด้วย ความคิดริเริ่มควอนตัมแห่งชาติ.

ผู้บุกเบิก D-WAve

ในปี 2007 D-Wave Systems ได้เปิดตัวชิป 128-qubit (2), ถูกเรียก คอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกของโลก. อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีความแน่นอนว่าจะเรียกสิ่งนั้นได้หรือไม่ - มีเพียงผลงานของเขาเท่านั้นที่แสดงโดยไม่มีรายละเอียดเกี่ยวกับการก่อสร้างของเขา ในปี 2009 D-Wave Systems ได้พัฒนาเครื่องมือค้นหารูปภาพ "ควอนตัม" สำหรับ Google ในเดือนพฤษภาคม 2011 ล็อกฮีด มาร์ตินได้ซื้อคอมพิวเตอร์ควอนตัมจากดี-เวฟ ซิสเต็มส์ D-wave หนึ่ง ในราคา 10 ล้านดอลลาร์ พร้อมลงนามในสัญญาหลายปีสำหรับการดำเนินงานและการพัฒนาอัลกอริธึมที่เกี่ยวข้อง

ในปี 2012 เครื่องนี้สาธิตกระบวนการค้นหาโมเลกุลโปรตีนเฮลิคอลที่มีพลังงานต่ำที่สุด นักวิจัยจาก D-Wave Systems ใช้ระบบที่มีตัวเลขต่างกัน qubitsได้ทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์จำนวนหนึ่ง ซึ่งบางการคำนวณก็เกินความสามารถของคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก อย่างไรก็ตาม ในช่วงต้นปี 2014 John Smolin และ Graham Smith ได้ตีพิมพ์บทความที่อ้างว่าเครื่อง D-Wave Systems ไม่ใช่เครื่องจักร หลังจากนั้นไม่นาน Physics of Nature ได้นำเสนอผลการทดลองที่พิสูจน์ว่า D-Wave One ยังคงเป็น ...

การทดสอบอีกครั้งในเดือนมิถุนายน 2014 พบว่าไม่มีความแตกต่างระหว่างคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกและเครื่อง D-Wave Systems แต่บริษัทตอบว่าความแตกต่างนั้นสังเกตได้เฉพาะสำหรับงานที่ซับซ้อนกว่าที่แก้ไขในการทดสอบเท่านั้น ในช่วงต้นปี 2017 บริษัทได้เปิดตัวเครื่องที่เห็นได้ชัดว่าประกอบด้วย 2 พันคิวบิตซึ่งเร็วกว่าอัลกอริธึมคลาสสิกที่เร็วที่สุด 2500 เท่า และอีกครั้ง สองเดือนต่อมา นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งได้พิสูจน์ว่าการเปรียบเทียบนี้ไม่ถูกต้อง สำหรับผู้สงสัยหลายคน ระบบ D-Wave ยังไม่ใช่คอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่เป็นคอมพิวเตอร์ การจำลอง โดยใช้วิธีการแบบคลาสสิก

ระบบ D-Wave รุ่นที่สี่ใช้ การหลอมควอนตัมและสถานะของ qubit นั้นรับรู้โดยวงจรควอนตัมตัวนำยิ่งยวด (ตามทางแยกที่เรียกว่าโจเซฟสัน) พวกเขาทำงานในสภาพแวดล้อมที่ใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์และมีระบบ 2048 qubits ณ สิ้นปี 2018 D-Wave ออกสู่ตลาด BOUNCEนั่นคือ .ของคุณ สภาพแวดล้อมแอปพลิเคชันควอนตัมแบบเรียลไทม์ (เคเออี). โซลูชันระบบคลาวด์ช่วยให้ลูกค้าภายนอกสามารถเข้าถึงการคำนวณควอนตัมได้แบบเรียลไทม์

ในเดือนกุมภาพันธ์ 2019 D-Wave ได้ประกาศรุ่นต่อไป  เพกาซัส. ได้รับการประกาศให้เป็น "ระบบควอนตัมเชิงพาณิชย์ที่กว้างขวางที่สุดในโลก" ด้วยการเชื่อมต่อสิบห้ารายการต่อ qubit แทนที่จะเป็นหกด้วย มากกว่า 5 qubits และเปิดการลดเสียงรบกวนในระดับที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ อุปกรณ์ควรจะวางจำหน่ายในกลางปีหน้า

Qubits หรือ superpositions บวกพัวพัน

โปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์มาตรฐานต้องอาศัยแพ็กเก็ตหรือชิ้นส่วนของข้อมูล โดยแต่ละรายการจะแทนคำตอบใช่หรือไม่ใช่เพียงคำตอบเดียว โปรเซสเซอร์ควอนตัมนั้นแตกต่างกัน พวกมันไม่ได้ทำงานในโลกที่ศูนย์หนึ่ง. กระดูกข้อศอกหน่วยข้อมูลควอนตัมที่เล็กที่สุดและแบ่งแยกไม่ได้คือระบบสองมิติที่อธิบายไว้ ฮิลเบิร์ตสเปซ. ดังนั้นจึงแตกต่างไปจากบีทคลาสสิคตรงที่ใส่ได้ ซ้อนทับใด ๆ สองสถานะควอนตัม แบบจำลองทางกายภาพของ qubit มักให้เป็นตัวอย่างของอนุภาคที่มีสปิน ½ เช่น อิเล็กตรอน หรือโพลาไรเซชันของโฟตอนเดียว

เพื่อควบคุมพลังของ qubits คุณต้องเชื่อมต่อพวกมันผ่านกระบวนการที่เรียกว่า ความสับสน. ด้วยแต่ละ qubit ที่เพิ่มเข้ามา กำลังการประมวลผลของโปรเซสเซอร์ ดับเบิ้ล ตัวเองเนื่องจากจำนวนของสิ่งกีดขวางนั้นมาพร้อมกับการพัวพันของ qubit ใหม่ที่มีสถานะทั้งหมดที่มีอยู่แล้วในตัวประมวลผล (3). แต่การสร้างและรวม qubits แล้วบอกให้ทำการคำนวณที่ซับซ้อนนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย พวกเขาอยู่ ไวต่ออิทธิพลภายนอกมากซึ่งสามารถนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการคำนวณและในกรณีที่เลวร้ายที่สุดคือการสลายตัวของ qubits ที่พันกันเช่น การถอดรหัสซึ่งเป็นคำสาปที่แท้จริงของระบบควอนตัม เมื่อมีการเพิ่ม qubits เพิ่มเติม ผลกระทบจากแรงภายนอกจะเพิ่มขึ้น วิธีหนึ่งในการจัดการกับปัญหานี้คือการเปิดใช้งานเพิ่มเติม qubits "ควบคุม"ซึ่งมีหน้าที่ตรวจสอบและแก้ไขผลลัพธ์เท่านั้น

3. การแสดงสัญลักษณ์ของระบบ IBM ขนาด 50 บิต

อย่างไรก็ตาม นี่หมายความว่าจำเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังกว่า ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการแก้ปัญหาที่ซับซ้อน เช่น การกำหนดว่าโมเลกุลของโปรตีนพับหรือจำลองกระบวนการทางกายภาพภายในอะตอม หลาย qubits. Tom Watson จาก University of Delft ในเนเธอร์แลนด์เพิ่งบอกกับ BBC News:

-

กล่าวโดยสรุป ถ้าคอมพิวเตอร์ควอนตัมต้องถอดออก คุณต้องคิดวิธีง่ายๆ ในการผลิตโปรเซสเซอร์ qubit ขนาดใหญ่และมีเสถียรภาพ

เนื่องจาก qubits ไม่เสถียร จึงเป็นเรื่องยากมากที่จะสร้างระบบที่มีหลายระบบ ดังนั้น ถ้าในท้ายที่สุด qubits ตามแนวคิดสำหรับการคำนวณด้วยควอนตัมล้มเหลว นักวิทยาศาสตร์ก็มีทางเลือกอื่น: qubit quantum gates

ทีมงานจากมหาวิทยาลัย Purdue ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาใน npj Quantum Information ซึ่งมีรายละเอียดการสร้าง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า kuditsซึ่งแตกต่างจาก qubits พวกเขาสามารถมีอยู่ในสถานะมากกว่าสองสถานะ เช่น 0, 1 และ 2 และสำหรับแต่ละสถานะที่เพิ่มเข้ามา พลังการคำนวณของหนึ่ง qudit จะเพิ่มขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง คุณต้องเข้ารหัสและประมวลผลข้อมูลในปริมาณเท่ากัน ความรุ่งโรจน์น้อยลง กว่าควิบิต

ในการสร้างประตูควอนตัมที่มี qudits ทีม Purdue ได้เข้ารหัสสี่ qudits เป็นสองโฟตอนที่พันกันในแง่ของความถี่และเวลา ทีมงานเลือกโฟตอนเนื่องจากไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างง่ายดาย และอนุญาตให้ใช้หลายโดเมนเพื่อเข้าไปพัวพันกับโฟตอนน้อยลง ประตูที่สร้างเสร็จแล้วมีกำลังการประมวลผล 20 คิวบิต แม้ว่าจะต้องการเพียง XNUMX ควิด แต่มีเสถียรภาพเพิ่มเติมเนื่องจากการใช้โฟตอน ทำให้เป็นระบบที่มีแนวโน้มสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคต

กับดักซิลิกอนหรือไอออน

แม้ว่าไม่ใช่ทุกคนที่มีความคิดเห็นนี้ แต่การใช้ซิลิคอนเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมดูเหมือนจะมีประโยชน์มหาศาล เนื่องจากเทคโนโลยีซิลิกอนได้รับการยอมรับอย่างดีและมีอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องอยู่แล้ว ซิลิคอนถูกใช้ในโปรเซสเซอร์ควอนตัมของ Google และ IBM แม้ว่าจะถูกทำให้เย็นลงในอุณหภูมิที่ต่ำมาก ไม่ใช่วัสดุในอุดมคติสำหรับระบบควอนตัม แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังดำเนินการอยู่

ตามการตีพิมพ์ล่าสุดใน Nature ทีมนักวิจัยใช้พลังงานไมโครเวฟเพื่อจัดอนุภาคอิเล็กตรอนสองตัวที่ห้อยอยู่ในซิลิกอนและใช้เพื่อทำการคำนวณแบบทดสอบ กลุ่มซึ่งรวมถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน "ระงับ" คิวบิตอิเล็กตรอนเดี่ยวในโครงสร้างซิลิกอน ซึ่งการหมุนถูกกำหนดโดยพลังงานของรังสีไมโครเวฟ ในการซ้อนทับ อิเล็กตรอนจะหมุนรอบสองแกนที่แตกต่างกันไปพร้อม ๆ กัน จากนั้นจึงนำ qubit ทั้งสองมารวมกันและตั้งโปรแกรมเพื่อทำการคำนวณทดสอบ หลังจากนั้นนักวิจัยได้เปรียบเทียบข้อมูลที่สร้างโดยระบบกับข้อมูลที่ได้รับจากคอมพิวเตอร์มาตรฐานที่ทำการคำนวณทดสอบแบบเดียวกัน หลังจากแก้ไขข้อมูลแล้ว โปรแกรม โปรเซสเซอร์ควอนตัมซิลิกอนสองบิต.

แม้ว่าเปอร์เซ็นต์ของข้อผิดพลาดจะยังสูงกว่าสิ่งที่เรียกว่ากับดักไอออน (อุปกรณ์ที่อนุภาคที่มีประจุ เช่น ไอออน อิเล็กตรอน โปรตอน จะถูกเก็บไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง) หรือคอมพิวเตอร์  ขึ้นอยู่กับตัวนำยิ่งยวดเช่น D-Wave ความสำเร็จยังคงโดดเด่นเนื่องจากการแยก qubits ออกจากเสียงรบกวนภายนอกนั้นยากมาก ผู้เชี่ยวชาญมองเห็นโอกาสในการปรับขนาดและปรับปรุงระบบ และการใช้ซิลิกอนจากมุมมองทางเทคโนโลยีและเศรษฐกิจก็มีความสำคัญอย่างยิ่งในที่นี้

อย่างไรก็ตาม สำหรับนักวิจัยหลายคน ซิลิคอนไม่ใช่อนาคตของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ในเดือนธันวาคมปีที่แล้ว ข้อมูลปรากฏว่าวิศวกรของบริษัทอเมริกัน IonQ ใช้อิตเทอร์เบียมเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประสิทธิผลมากที่สุดในโลก เหนือกว่าระบบ D-Wave และ IBM

ผลที่ได้คือเครื่องที่มีอะตอมเดี่ยวในกับดักไอออน (4) ใช้ data qubit เดียวสำหรับการเข้ารหัส และ qubits จะถูกควบคุมและวัดโดยใช้พัลส์เลเซอร์พิเศษ คอมพิวเตอร์มีหน่วยความจำที่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้ 160 qubits นอกจากนี้ยังสามารถทำการคำนวณได้พร้อมกันที่ 79 qubits

4. แผนผังของ IonQ ion trap

นักวิทยาศาสตร์จาก IonQ ได้ทำการทดสอบมาตรฐานของสิ่งที่เรียกว่า อัลกอริธึม Bernstein-Vaziranian. งานของเครื่องคือการเดาตัวเลขระหว่าง 0 ถึง 1023 คอมพิวเตอร์คลาสสิกใช้การเดาสิบเอ็ดครั้งสำหรับตัวเลข 10 บิต คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้สองวิธีในการเดาผลลัพธ์ด้วยความมั่นใจ 100% ในความพยายามครั้งแรก คอมพิวเตอร์ควอนตัม IonQ เดาค่าเฉลี่ย 73% ของตัวเลขที่ระบุ เมื่อเรียกใช้อัลกอริทึมสำหรับตัวเลขใดๆ ระหว่าง 1 ถึง 1023 อัตราความสำเร็จสำหรับคอมพิวเตอร์ปกติคือ 0,2% ในขณะที่ IonQ จะเท่ากับ 79%

ผู้เชี่ยวชาญด้าน IonQ เชื่อว่าระบบที่ใช้กับดักไอออนนั้นเหนือกว่าคอมพิวเตอร์ซิลิคอนควอนตัมที่ Google และบริษัทอื่นๆ กำลังสร้าง เมทริกซ์ 79-qubit มีประสิทธิภาพเหนือกว่าตัวประมวลผลควอนตัม Bristlecone ของ Google 7 qubits ผลลัพธ์ของ IonQ นั้นน่าตื่นเต้นเมื่อถึงเวลาทำงานของระบบ ตามที่ผู้สร้างเครื่องระบุว่าสำหรับ qubit เดียวมันยังคงอยู่ที่ 99,97% ซึ่งหมายถึงอัตราความผิดพลาด 0,03% ในขณะที่ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดของการแข่งขันโดยเฉลี่ยประมาณ 0,5% อัตราข้อผิดพลาดสองบิตสำหรับอุปกรณ์ IonQ ควรอยู่ที่ 99,3% ในขณะที่คู่แข่งส่วนใหญ่ไม่เกิน 95%

เป็นมูลค่าเพิ่มที่ตามที่นักวิจัยของ Google อำนาจสูงสุดของควอนตัม – จุดที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องอื่น ๆ ที่มีอยู่ทั้งหมด – สามารถเข้าถึงได้แล้วด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มี 49 คิวบิต โดยมีเงื่อนไขว่าอัตราความผิดพลาดของเกตสองควิบิตต่ำกว่า 0,5% อย่างไรก็ตาม วิธีการดักจับไอออนในควอนตัมคอมพิวติ้งยังคงเผชิญกับอุปสรรคสำคัญที่ต้องเอาชนะ นั่นคือ การดำเนินการที่ช้าและขนาดที่ใหญ่ ตลอดจนความแม่นยำและความสามารถในการปรับขนาดของเทคโนโลยี

ฐานที่มั่นของตัวเลขในซากปรักหักพังและผลที่ตามมา

ในเดือนมกราคม 2019 ที่งาน CES 2019 Ginni Rometty ซีอีโอของ IBM ประกาศว่า IBM ได้นำเสนอระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบบูรณาการสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์แล้ว คอมพิวเตอร์ควอนตัมของ IBM5) ตั้งอยู่ในนิวยอร์กโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบ ไอบีเอ็ม คิว ซิสเต็มวัน. การใช้ Q Network และ Q Quantum Computational Center นักพัฒนาสามารถใช้ซอฟต์แวร์ Qiskit เพื่อรวบรวมอัลกอริทึมควอนตัมได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น พลังการคำนวณของคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ IBM จึงมีอยู่ใน บริการคลาวด์คอมพิวติ้ง, ราคาสมเหตุสมผล.

D-Wave ยังได้ให้บริการดังกล่าวมาระยะหนึ่งแล้ว และผู้เล่นรายใหญ่อื่นๆ (เช่น Amazon) กำลังวางแผนนำเสนอควอนตัมคลาวด์ที่คล้ายคลึงกัน Microsoft ก้าวต่อไปด้วยการแนะนำ Q# ภาษาโปรแกรม (ออกเสียงว่า) ที่สามารถทำงานร่วมกับ Visual Studio และทำงานบนแล็ปท็อปได้ โปรแกรมเมอร์มีเครื่องมือในการจำลองอัลกอริธึมควอนตัมและสร้างสะพานเชื่อมซอฟต์แวร์ระหว่างการคำนวณแบบคลาสสิกและควอนตัม

อย่างไรก็ตาม คำถามคือ คอมพิวเตอร์และพลังการประมวลผลของคอมพิวเตอร์มีประโยชน์อย่างไร? ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science เมื่อเดือนตุลาคมปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์จาก IBM, University of Waterloo และ Technical University of Munich พยายามที่จะประมาณประเภทของปัญหาที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมดูเหมือนจะเหมาะสมที่สุดในการแก้ปัญหา

จากการศึกษาพบว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนได้ พีชคณิตเชิงเส้นและปัญหาการเพิ่มประสิทธิภาพ. ฟังดูคลุมเครือ แต่อาจมีโอกาสสำหรับวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายกว่าและถูกกว่าสำหรับปัญหาที่ต้องใช้ความพยายาม ทรัพยากร และเวลาอย่างมากในปัจจุบัน และบางครั้งอยู่ไกลเกินกว่าที่เราจะเอื้อมถึง

5. คอมพิวเตอร์ควอนตัม IBM

การคำนวณควอนตัมที่มีประโยชน์ diametrically เปลี่ยนเขตข้อมูลของการเข้ารหัส. ต้องขอบคุณรหัสเข้ารหัสเหล่านี้ที่สามารถถอดรหัสได้อย่างรวดเร็วและอาจ เทคโนโลยีบล็อคเชนจะถูกทำลาย. ขณะนี้การเข้ารหัส RSA ดูเหมือนจะเป็นการป้องกันที่แข็งแกร่งและทำลายไม่ได้ ซึ่งปกป้องข้อมูลและการสื่อสารส่วนใหญ่ในโลก อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีพลังเพียงพอสามารถได้อย่างง่ายดาย ถอดรหัส RSA ถอดรหัส ด้วย อัลกอริทึมของโชรา.

จะป้องกันได้อย่างไร? ผู้สนับสนุนบางคนเพิ่มความยาวของคีย์การเข้ารหัสสาธารณะให้มีขนาดเท่าที่จำเป็นในการเอาชนะการถอดรหัสควอนตัม สำหรับคนอื่น ๆ ควรใช้คนเดียวเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสื่อสารที่ปลอดภัย ต้องขอบคุณการเข้ารหัสควอนตัม การสกัดกั้นข้อมูลจะทำให้พวกเขาเสียหาย หลังจากนั้นบุคคลที่รบกวนอนุภาคจะไม่สามารถรับข้อมูลที่เป็นประโยชน์จากมันได้ และผู้รับจะได้รับคำเตือนเกี่ยวกับการพยายามดักฟัง

การใช้งานที่เป็นไปได้ของการคำนวณควอนตัมก็มักถูกกล่าวถึงเช่นกัน การวิเคราะห์และการพยากรณ์ทางเศรษฐกิจ. ด้วยระบบควอนตัม แบบจำลองพฤติกรรมตลาดที่ซับซ้อนสามารถขยายให้ครอบคลุมตัวแปรได้มากกว่าเดิม นำไปสู่การวินิจฉัยและการคาดการณ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น ด้วยการประมวลผลตัวแปรหลายพันตัวพร้อมกันด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม ก็จะสามารถลดเวลาและค่าใช้จ่ายที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาลงได้ ยาใหม่ โซลูชั่นการขนส่งและโลจิสติกส์ ห่วงโซ่อุปทาน แบบจำลองสภาพภูมิอากาศรวมถึงการแก้ปัญหาอื่นๆ ที่มีความซับซ้อนมหาศาล

กฎของเนเวน่า

โลกของคอมพิวเตอร์แบบเก่ามีกฎของมัวร์เป็นของตัวเอง ในขณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมต้องอาศัยสิ่งที่เรียกว่า กฎของเนเวน่า. เขาเป็นหนี้ชื่อของเขากับหนึ่งในผู้เชี่ยวชาญควอนตัมที่โด่งดังที่สุดของ Google Hartmut Nevena (6) ซึ่งระบุว่าความก้าวหน้าในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังเกิดขึ้นใน ความเร็วเลขชี้กำลังสองเท่า.

ซึ่งหมายความว่าแทนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพเป็นสองเท่าด้วยการทำซ้ำต่อเนื่อง เช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์คลาสสิกและกฎของมัวร์ เทคโนโลยีควอนตัมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้เร็วกว่ามาก

ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ถึงการมาถึงของความเหนือกว่าของควอนตัม ซึ่งสามารถแปลได้ไม่เพียงแค่ความเหนือกว่าของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเหนือกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกใดๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิธีอื่นๆ ด้วย เนื่องจากเป็นจุดเริ่มต้นของยุคคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประโยชน์ สิ่งนี้จะปูทางไปสู่ความก้าวหน้าในด้านเคมี ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ การแพทย์ ความปลอดภัย การสื่อสาร และอื่นๆ

อย่างไรก็ตาม มีความเห็นว่าความเหนือกว่านั้นไม่มีทางเกิดขึ้น อย่างน้อยก็ไม่ใช่ในอนาคตอันใกล้ ความสงสัยที่อ่อนกว่านั้นคือ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะไม่มาแทนที่คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกเพราะไม่ได้ออกแบบมาให้ทำเช่นนั้น คุณไม่สามารถแทนที่ iPhone หรือพีซีด้วยเครื่องควอนตัม เช่นเดียวกับที่คุณไม่สามารถเปลี่ยนรองเท้าเทนนิสด้วยเรือบรรทุกเครื่องบินนิวเคลียร์. คอมพิวเตอร์คลาสสิกช่วยให้คุณเล่นเกม เช็คอีเมล ท่องเว็บ และเรียกใช้โปรแกรมต่างๆ คอมพิวเตอร์ควอนตัมส่วนใหญ่ทำการจำลองที่ซับซ้อนเกินไปสำหรับระบบไบนารีที่ทำงานบนบิตของคอมพิวเตอร์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้บริโภคแต่ละรายแทบไม่ได้รับประโยชน์จากคอมพิวเตอร์ควอนตัมของตัวเองเลย แต่ผู้ได้รับประโยชน์ที่แท้จริงของการประดิษฐ์นี้จะเป็น ตัวอย่างเช่น NASA หรือสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์

เวลาจะบอกได้ว่าแนวทางใดเหมาะสมกว่า - IBM หรือ Google ตามกฎของเนเวน เราเหลืออีกเพียงไม่กี่เดือนที่จะได้เห็นการสาธิตอย่างเต็มรูปแบบของความเหนือกว่าทางควอนตัมโดยทีมใดทีมหนึ่ง และนี่ไม่ใช่สิ่งที่คาดหวังอีกต่อไป “ในอีกสิบปี นั่นคือไม่มีใครรู้ว่าเมื่อไหร่”