กูเกิลเผยแพร่รายงานวิจัย “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor” ลงในวารสาร Nature แสดงประสิทธิภาพของซีพียู Sycamore ขนาด 53 qubit ที่แก้ปัญหา Schrödinger-Feynman algorithm ได้ใน 200 วินาที ขณะที่ปัญหาเดียวกันใช้คอมพิวเตอร์ดิจิทัลปกติต้องใช้เวลากว่าหมื่นปี ถือว่าผ่านเส้นชัย Quantum Supremacy
Quantum Supremacy เป็นหลักชัยของการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถแก้ปัญหาบางอย่างที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปทุกวันนี้ไม่สามารถแก้ปัญหาได้ในทางปฎิบัติ ตัวอย่างเช่น ปัญหาการแยกตัวประกอบตัวเลขจำนวนเต็มที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปสามารถทำได้เมื่อเลขมีขนาดเล็ก แต่เมื่อเลขมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ก็ไม่สามารถทำตามได้อีกต่อไป แม้จะใช้เวลานับพันปี แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมกลับแยกจำนวนประกอบได้ในเวลาอันรวดเร็วแม้เลขมีขนาดใหญ่ หากเราสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีวงจรรันอัลกอริทึม Shor ได้
ซีพียู Sycamore เป็นซีพียูแบบโปรแกรมวงจรได้ มีขนาด 54 qubit แต่ละ qubit เชื่อมต่อกับอีก 4 qubit ด้วยฟีเจอร์การโปรแกรมได้ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะใช้ซีพียูนี้รันงานที่มีประโยชน์มากกว่าการทดสอบประสิทธิภาพ เช่น การจำลองฟิสิกส์ควอนตัม หรือเคมีควอนตัม
ห้องทดลองของกูเกิลทดลอง Schrödinger-Feynman ที่ 20 cycle และใช้เวลา 200 วินาทีบนชิป Sycamore โดยระบุว่าต้องใช้คอมพิวเตอร์ธรรมดากว่าหมื่นปี
แต่ทีมงานไอบีเอ็มออกมาแย้งงานวิจัยนี้ว่ากูเกิลไม่ได้คิดถึงกรณีที่มีดิสก์มหาศาล และทีมงานไอบีเอ็มโมเดลการจำลองอัลกอริทึม Schrödinger-Feynman ด้วยคอมพิวเตอร์ธรรมดา จะสามารถรันด้วยพารามิเตอร์เดียวกันในเวลา 2.5 วันเท่านั้น แสดงให้เห็นว่าความสำเร็จของกูเกิลยังไม่ถึงระดับ Quantum Supremacy จริง
เนเวน ผู้อำนวยการฝ่ายวิศวกรรมของ Google AI Quantum บอกว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัมของพวกเขาจะช่วยแก้ปัญหาต่างๆ ที่อาจจะยากเกินไปหรือไกลเกินความสามารถของคอมพิวเตอร์ทั่วไป
ตัวอย่างเช่น การออกแบบแบตเตอรี่ที่ดีขึ้นกว่าเดิม, ค้นหาว่าโมเลกุลแบบใดจะช่วยให้ยามีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น หรือแม้แต่การหาวิธีลดมลพิษจากการสร้างปุ๋ย รวมถึงยังช่วยพัฒนาศักยภาพของเทคโนโลยีขั้นสูงที่มีอยู่ในปัจจุบันอย่างแมชชีนเลิร์นนิงได้ ซึ่งถือเป็นเป้าหมายใหญ่ของเนเวนในการริเริ่มวิจัยด้านนี้เมื่อ 13 ปีที่แล้ว
โดยต่อจากนี้ทีมงาน Google AI Quantum จะเร่งพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมของพวกเขาต่อไป เพื่อให้หน่วยประมวลผลขั้นสูงระดับ Supremacy พร้อมสำหรับการใช้งานกับกลุ่มผู้ทำงานร่วมกับทาง Google, นักวิจัยด้านวิชาการต่างๆ ตลอดจนบริษัทที่สนใจจะร่วมพัฒนาอัลกอริทึม หรือนักวิจัยที่มีไอเดียพัฒนาและต่อยอดไปสู่การประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ ที่จะเกิดประโยชน์ได้
พร้อมกันนี้ยังเปิดเผยอีกด้วยว่าจะเร่งลงทุนเพิ่มเติมในด้านคนและเทคโนโลยี เพื่อพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบ ‘Fault-tolerant’ ให้สำเร็จเร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้ เนื่องจากเทคโนโลยีของคอมพิวเตอร์ควอนตัมรูปแบบนี้จะสามารถช่วยให้นักพัฒนาสามารถคิดค้นและประดิษฐ์นวัตกรรมออกมาสู่ท้องตลาดได้
เช่น การออกแบบวัสดุชนิดใหม่, ทำให้น้ำหนักของแบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์และเครื่องบินมีน้ำหนักเบาลง หรือการค้นพบสูตรยารักษาโรคตัวใหม่ ซึ่งจะมีประโยชน์มหาศาลกับวิทยาการด้านการแพทย์ ช่วยย่นระยะเวลาในการคิดค้นสูตรยาให้เร็วขึ้นกว่าเดิม
รวมไปถึงการพัฒนาเทคโนโลยีในการพยากรณ์อากาศที่แม่นยำ รวมถึงการพัฒนาแบบจำลองทางการเงินซึ่งมีตัวแปรเป็นจำนวนมาก เพื่อช่วยให้สามารถคาดเดาทิศทางและความเคลื่อนไหวของตลาดได้
“การบรรลุการพัฒนาศักยภาพในการคิดคำนวณที่จำเป็นยังต้องใช้ระยะเวลาอีกหลายปี เนื่องจาก ‘ความยาก’ ในเชิงวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ แต่พวกเราทุกคนล้วนแล้วแต่เห็นเส้นทางข้างหน้าที่ชัดเจนและพร้อมจะมุ่งไปยังเส้นทางนั้นร่วมกัน” ทีมงาน Google AI Quantum กล่าว
อย่างไรก็ดี ต่อประเด็นการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมนี้ IBM บริษัทผู้พัฒนาซูเปอร์ควอนตัมก็ออกมาโต้แย้งข้อครหาที่ Google ระบุว่า หน่วยประมวลผลของพวกเขาสามารถคิดแก้ไขปัญหาต่างๆ ได้ในเวลาเพียง 200 วินาที ซึ่งต่างจากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ต้องใช้เวลามากถึง 10,000 ปีว่าไม่เป็นความจริง
เพราะ IBM ระบุว่า จริงๆ แล้วซูเปอร์คอมพิวเตอร์ก็สามารถแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่ว่าได้ในระยะเวลาเพียงแค่ 2 วันครึ่งเท่านั้น ไม่ใช่ 10,000 ปีอย่างที่มีการกล่าวอ้าง
พิสูจน์อักษร: พรนภัส ชำนาญค้า และ ที่มา – Google AI Blog
อ้างอิง:
- Google (www.blog.google/technology/ai/computing-takes-quantum-leap-forward/, ai.googleblog.com/2019/10/quantum-supremacy-using-programmable.html, www.blog.google/perspectives/sundar-pichai/what-our-quantum-computing-milestone-means/)
