Google Willow ชิปควอนตัมใหม่ล่าสุด ที่เอาชนะ Supercomputer แบบไม่เห็นฝุ่น และแสงสว่างสู่การใช้จริง

Google ได้อวดผลงานใหม่ล่าสุดกับงานวิจัยด้าน Quantum Computing กับชิปควอนตัมที่ชื่อว่า ‘Willow’ โดยใช้เวลาประมวลผลเพียง 5 นาทีแก้ปัญหาได้เท่ากับ Supercomputer ที่ต้องใช้เวลาที่เรียกได้ว่าตลอดกาล นอกจากนี้ทีมงาน Google ยังได้เพิ่มศักยภาพในการแก้ไขข้อผิดพลาดได้เจ๋งที่สุดตั้งแต่ทฤษฎีที่นำเสนอมาแล้วกว่า 30 ปี ซึ่งอาจเป็นแสงสว่างเล็กๆ ที่ควอนตัมอาจจะก้าวสู่การใช้งานจริงได้ในอนาคตที่ไม่นานเกิดรอ

อุปสรรคของควอนตัม

เราทราบดีว่าตามทฤษฎีแล้วควอนตัมมีวิธีคิดต่างกับคอมพิวเตอร์ปกติด้วย Qubit ซึ่งไม่ใช่เพียงแค่ 0 และ 1 แต่อาจมีสถานะได้มากกว่าหนึ่งหรือ Superposition นอกจากนี้ยังมีความเกี่ยวข้องกันของสถานะปัจจุบันและสถานะถัดๆไปอีก (Entangle) แม้จะเป็นที่ทราบกันว่าประสิทธิภาพของควอนตัมเหนือกว่าการประมวลผลแบบเดิมแน่นอน แต่ปัญหาคือความไม่แน่นอนจากการคงสถานะเอาไว้ให้ได้ จากการรบกวนทางสภาพแวดล้อมต่างๆ หรือพูดง่ายๆว่าฮาร์ดแวร์ต้องเนียบสุดๆ ไหนจะเรื่องอุณหภูมิหรือแสงที่รบกวนได้ ทำให้ไม่มีใครมั่นใจได้เลยว่าควอนตัมจะใช้จริงได้เมื่อไหร่ในเชิงพาณิชย์

Willow – หมุดหมายใหม่ของ Google สู่แสงสว่าง ณ ปลายอุโมงค์

หลังจากจัดตั้งทีม Quantum AI มาหลายปีล่าสุด Google ได้อัปเดตใหม่ให้แก่วงการควอนตัม โดยจุดสำคัญคือพวกเขาได้พัฒนาวิธีการแก้ไขความผิดพลาดหรือ Error Correction ได้แบบ Exponential ทั้งๆที่มันควรจะเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนคิวบิตมากขึ้นตามทฤษฎีที่นำเสนอครั้งแรกโดย Peter Shor ตั้งแต่ปี 1995 ซึ่งความท้าทายคือพวกเขาต้องแก้ไขความผิดพลาดให้ทันกาลก่อนที่การประมวลผลจะจบลง และ Google ยังชี้ว่าอาเรย์ของคิวบิตพวกเขาสามารถอยู่ได้นานกว่าแต่ละคิวบิตที่ทำได้ นั่นคือสิ่งใหม่ล่าสุดในสถานการณ์ของควอนตัมที่อาจจะกลายเป็นสิ่งที่อยู่ในเชิงพาณิชย์ได้รำไร

Google ได้เล่าให้ฟังถึงความท้าทายในการผลิตชิปของพวกเขาที่เกิดขึ้นบน Santa Barbara ประเทศสหรัฐฯ ถึงความพิถีพิถันว่าเน้นคุณภาพแค่ไหนในการออกแบบและผลิตชิปควอนตัมนี้แบบเน้นคุณภาพสุดๆในทุกชิ้นส่วน เพียงผิดเล็กน้อยก็หยิบออกทันที การ Wire สายที่พวกเขาควบคุมคิวบิตด้วยสัญญาณไมโครเวฟก็น่าสนใจไม่เบา โดยส่งผ่านจากอุณหภูมิห้องไปยังจุดที่อุณหภูมิต่ำจัด ต้องมีการหุ้มป้องกันสายให้สัญญาณได้ความแม่นยำสุดๆ สุดท้ายคือชุดประมวลผลอยู่ในห้องเย็นจัดมืดไร้การต้านทานและรบกวนจากอุปสรรคต่างๆ

ทั้งหมดนี้ Willow ได้ถูกนำมาเทียบกับการประมวลผลของคอมพิวเตอร์แบบเดิมผ่าน RCS Benchmark โดยเทียบได้ง่ายๆว่า Willow ใช้เวลาแค่ 5 นาทีในขณะที่ Frontier Supercomputer ต้องใช้เวลาประมาณ 10,000,000,000,000,000,000,000,000 ปีหรือชั่วกัปชั่วกัลป์เลยทีเดียว และนี่เป็นเพียงก้าวเล็กๆเท่านั้นที่ Google ต้องฝ่าไปอีกไกลกว่าจะถึงการใช้งานเชิงพาณิชย์แบบที่องค์กรจะจับต้องได้

ที่มา : https://blog.google/technology/research/google-willow-quantum-chip/ และ https://blog.google/technology/research/behind-the-scenes-google-quantum-ai-lab/ และ https://cloudtweaks.com/2024/12/googles-willow-quantum-chip-a-leap-toward-ai-driven-innovation/ และ https://www.storagereview.com/news/googles-willow-chip-reaches-computational-capacity-milestone