คอมพิวเตอร์ควอนตัมดั้งเดิมมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องจักรปัจจุบัน

ถึงตอนนี้ผู้อ่านส่วนใหญ่ของอนาคตอาจคุ้นเคยกับแนวคิด (และสัญญาที่ยอดเยี่ยม) ของคอมพิวเตอร์ควอนตัม-

สำหรับผู้ที่ไม่ได้เป็นความคิดนั้นเรียบง่าย (!):คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่ผิดปกติสามอย่างที่ทำงานในระดับควอนตัม - อิเล็กตรอนสามารถเป็นทั้งอนุภาคและคลื่นวัตถุนั้นสามารถอยู่ในหลาย ๆ แห่งในครั้งเดียวและพวกเขาสามารถรักษาการเชื่อมต่อได้ทันทีแม้จะถูกแยกออกจากระยะทางไกล (คุณสมบัติที่เรียกว่า 'ความพัวพัน-

และในขณะที่การคำนวณแบบคลาสสิกใช้บิตไบนารี (อันและศูนย์) เพื่อเข้ารหัสข้อมูลคอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ 'qubits' - บิตควอนตัมที่สามารถเป็นทั้งหนึ่งและศูนย์ หรืออาจเป็นหนึ่งเดียว แต่อาจเป็นศูนย์ หรือโอกาส 50-50 ในการเป็นหนึ่งและศูนย์ คุณได้รับประเด็น

ตอนนี้ทรัพย์สินที่ผิดปกตินี้พร้อมกับการพัวพันจำนวนคอมพิวเตอร์เพื่อให้ได้พลังการประมวลผลแบบขนานอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนและนั่นหมายถึงการดำเนินการคำนวณและแก้ปัญหาที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกไม่สามารถแม้แต่จะเข้าใจได้

แต่มีการจับ: การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยากเป็นพิเศษ มันค่อนข้างง่ายที่จะสร้างโปรเซสเซอร์ของ qubits ไม่กี่อย่างมาก แต่การปรับขนาดให้มากที่สุดเท่าที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันหมายถึงการเสียสละคุณสมบัติควอนตัมที่คุณตั้งเป้าหมายไว้ตั้งแต่แรก

ตอนนี้,ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในการสื่อสารธรรมชาตินักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบริสตอลและมหาวิทยาลัยเวสเทิร์นออสเตรเลียได้แสดงให้เห็นว่าแม้แต่โปรเซสเซอร์ควอนตัมดึกดำบรรพ์ที่มีเพียงไม่กี่คนก็สามารถทำการคำนวณที่สำคัญได้

'ควอนตัมเดิน'

ด้วยการใช้วงจรควอนตัมอย่างง่ายซึ่งสร้างขึ้นบนโปรเซสเซอร์ควอนตัมโฟโตนิก 2-bit Bit Bit Bition นักวิจัยสามารถทำได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกในปัญหาที่มีความเชี่ยวชาญสูง

"ผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นของงานของเราคือเราอาจพบตัวอย่างใหม่ของควอนตัมวอล์คฟิสิกส์ที่เราสามารถสังเกตได้ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมดั้งเดิมซึ่งไม่สามารถมองเห็นคอมพิวเตอร์คลาสสิกได้"โจนาธานแมทธิวส์กล่าวของศูนย์ควอนตัมโฟโตนิกส์- "คุณสมบัติที่ซ่อนอยู่เหล่านี้มีการใช้งานจริงบางทีในการช่วยออกแบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ซับซ้อนมากขึ้น"

'Quantum Walk' เป็นรุ่นกลไกควอนตัมของสิ่งต่าง ๆ เช่นการเคลื่อนไหวของบราวเนียนซึ่งอธิบายถึงการเคลื่อนไหวของอนุภาคในการระงับและ 'การเดินแบบสุ่มของกะลาสีขี้เมา' คือทิศทางที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่ผู้ที่มีอาการเสถียรสามารถหมุนได้

กล่าวอีกนัยหนึ่งโปรเซสเซอร์ควอนตัมอย่างง่ายมีความเก่งในการคำนวณการสุ่มซึ่งไม่น่าแปลกใจเป็นพิเศษเมื่อพิจารณาว่าโลกควอนตัมสุ่มเป็นอย่างไร

ดังนั้นการวิจัยใหม่จะช่วยออกแบบอัลกอริทึมควอนตัมใหม่และอาจทำให้เกิดความกระจ่างเกี่ยวกับวิธีการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่

ตัวอย่างเช่นวิธีที่มีแนวโน้มในการหลีกเลี่ยงปัญหา 'การปรับขนาด' คือการคิดใหม่เกี่ยวกับปัญหาทั้งหมด-แทนที่จะสร้างเครื่องจักรขนาดใหญ่เช่นเดียวกับในการคำนวณแบบคลาสสิกการแก้ปัญหาอาจเป็นเพียงแค่การรวมตัวกันของโปรเซสเซอร์ควอนตัมขนาดเล็กจำนวนมากซึ่งยังคงรักษาผลกระทบควอนตัมที่จำเป็น

ในระหว่างนี้แม้กระทั่งเครื่อง 2-Qubit เล็ก ๆ เหล่านี้ก็ยังทำงานที่มีประโยชน์

“ มันเหมือนกับว่าอนุภาคสามารถสำรวจพื้นที่ขนานกันได้การขนานนี้เป็นกุญแจสำคัญในการอัลกอริธึมควอนตัมโดยใช้ควอนตัมเดินที่ค้นหาฐานข้อมูลขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าที่เราสามารถทำได้” เซียวกังควิจีแอนนักศึกษา Bristol PHD ที่ทำงานในการทดลองอธิบาย

บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกโดยการสร้างอนาคต- อ่านบทความต้นฉบับ-