Microsoft ประกาศเปิดตัว “Majorana 1” ชิปควอนตัมรุ่นใหม่ที่ใช้ สถาปัตยกรรม Topological Core ซึ่งเป็นนวัตกรรมที่สามารถรองรับคิวบิตได้ถึงหนึ่งล้านหน่วยในขนาดที่เล็กเพียงฝ่ามือ ถือเป็นก้าวกระโดดของเทคโนโลยี Quantum Computing ที่อาจทำให้ คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถใช้งานได้จริงภายในเวลาไม่กี่ปี แทนที่จะต้องรออีกหลายทศวรรษ
Microsoft ชี้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีคิวบิตระดับล้านหน่วย จะสามารถแก้โจทย์ที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถทำได้ เช่น การพัฒนาวัสดุซ่อมแซมตัวเอง การหาวิธีสลายไมโครพลาสติก หรือแม้แต่การคำนวณพฤติกรรมของเอนไซม์เพื่อประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการเกษตรและการแพทย์
Qubit คืออะไร และทำไม Majorana 1 จึงสำคัญ?
ในการประมวลของคอมพิวเตอร์ทั่วไปใช้ Bit ที่มีค่า 0 หรือ 1 เท่านั้น แต่ Quantum Computer ใช้ Qubit ซึ่งสามารถอยู่ในสถานะ 0 และ 1 พร้อมกัน ทำให้ประมวลผลได้หลายค่าในเวลาเดียวกัน และมีประสิทธิภาพสูงกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป
แนวทางหนึ่งในการเพิ่มพลังของ Quantum Computer คือการเพิ่มจำนวน Qubit ซึ่งช่วยให้สามารถคำนวณปัญหาที่ยากขึ้นได้เร็วขึ้น แต่ปัญหาสำคัญคือ Qubit นั้นไม่เสถียร และถูกรบกวนได้ง่าย ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณ และเมื่อจำนวน Qubit เพิ่มขึ้น ความซับซ้อนของระบบและความผิดพลาดก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย
Topoconductor: วัสดุปฏิวัติการสร้างคิวบิต
Majorana 1 คือชิปควอนตัมรุ่นใหม่ที่ขับเคลื่อนด้วย Topoconductor วัสดุพิเศษที่ช่วยสร้าง Qubit รูปแบบใหม่ที่มีเสถียรภาพมากขึ้น ลดข้อผิดพลาด และสามารถขยายจำนวนได้ง่ายขึ้น ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการทำให้ Quantum Computer สามารถนำมาใช้งานจริงได้เร็วขึ้น
Topoconductor เป็นวัสดุที่สร้างสถานะของสสารแบบใหม่ ที่ไม่ใช่ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ แต่เป็นสถานะ Topology ซึ่งมีคุณสมบัติทางควอนตัมที่โดดเด่น จุดสำคัญของวัสดุนี้คือสามารถสร้าง Majorana Particles ได้สำเร็จ อนุภาคชนิดนี้ช่วยให้ Qubit มีเสถียรภาพมากขึ้น และควบคุมได้ง่ายขึ้น ทำให้การคำนวณควอนตัมก้าวหน้าไปอีกระดับ
ชิป Majorana 1 ใช้ Topological Core ซึ่งช่วยเพิ่มความเสถียรและรองรับการประมวลผลที่ซับซ้อนขึ้นอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ข้อได้เปรียบสำคัญของ Qubit ที่สร้างจาก Topoconductor เร็วกว่า เล็กกว่า ด้วยขนาดเพียง 1/100 มม. เสถียรกว่า และ ทนทานต่อข้อผิดพลาด
ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ ไมโครซอฟท์วางเป้าหมายพัฒนา Quantum Processor ที่รองรับ 1 ล้าน Qubit ซึ่งจะทำให้ Quantum Computer สามารถแก้ปัญหาที่ยากเกินกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปจะทำได้
Majorana Fermion และโครงสร้างของ Topoconductor
หัวใจสำคัญของชิปนี้คือการใช้ Majorana Fermion อนุภาคพิเศษที่มีสถานะเป็น Quantum Particle และยังเป็น Anti-Particle ของตัวเอง ไมโครซอฟท์ได้ศึกษาอนุภาคนี้มาเป็นเวลานาน และในที่สุดก็สามารถ ควบคุมพฤติกรรมของอนุภาคนี้ได้ นำไปสู่การพัฒนาชิปควอนตัมที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น
Topoconductor ถูกสร้างขึ้นจากการผสมผสานระหว่างอินเดียมอาร์เซไนด์ (Indium Arsenide) และอะลูมิเนียม (Aluminum) ในระดับอะตอม เมื่อทำให้วัสดุนี้เย็นจนใกล้ศูนย์องศาสมบูรณ์ และปรับแต่งด้วยสนามแม่เหล็ก จะสามารถสร้าง Majorana Particles ได้สำเร็จ
อีกหนึ่งข้อได้เปรียบของ Majorana 1 คือ สถาปัตยกรรมที่สามารถขยายขนาด (Scale) ได้ ทำให้สามารถเพิ่มจำนวนชิปหลายตัวเพื่อเพิ่มพลังการประมวลผลได้ ไมโครซอฟท์คาดหวังว่าระบบนี้จะสามารถขยายไปถึง 1 ล้าน Qubit
อนาคตของ Quantum Computing ใกล้ความจริงมากขึ้น
ไมโครซอฟท์เชื่อว่า Topoconductor เป็นกุญแจสำคัญที่ทำให้ Quantum Computer ที่ใช้งานได้จริงเกิดขึ้นภายในไม่กี่ปี แทนที่จะต้องรอหลายทศวรรษ โดยชิป Majorana 1 ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการนำ Topological Qubit ไปใช้งานจริง ซึ่งจะช่วยให้ Quantum Computer สามารถใช้ได้ในระดับอุตสาหกรรม
ลองจินตนาการถึง ชิปขนาดเท่าฝ่ามือ แต่มีพลังการประมวลผลมหาศาลกว่าคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องบนโลกที่ทำงานพร้อมกัน เทคโนโลยีนี้จะไม่เพียงพลิกโฉมวงการคอมพิวเตอร์ แต่ยังเปิดประตูสู่ การค้นพบใหม่ ๆ ในวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และปัญหาที่ยังหาคำตอบไม่ได้
สถาปัตยกรรม Topological Core: ความก้าวหน้าที่ทำให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์เกิดขึ้นจริง
Majorana 1 ใช้ Topological Core หรือแกนการเชื่อมโยงการรับส่งข้อมูลแบบใหม่ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดทางควอนตัมได้ตั้งแต่ระดับฮาร์ดแวร์ ทำให้ไมโครซอฟท์สามารถควบคุมคิวบิตแบบดิจิทัล ลดความซับซ้อนของระบบควอนตัมคอมพิวติ้งอย่างมหาศาล ประมวลผลง่ายขึ้นกว่าเดิม และช่วยให้สามารถนำไปใช้งานจริง ๆ ได้ ไม่ใช่แค่การเปิดตัวชิปที่ไม่สามารถนำมาใช้งานได้จริง
ความสำเร็จของ Majorana 1 ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature โดยแสดงให้เห็นว่าไมโครซอฟท์สามารถสร้างและวัดคุณสมบัติควอนตัมของอนุภาคมาโจรานาได้อย่างแม่นยำ นี่เป็นหลักฐานว่าการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมระดับล้านคิวบิตอาจเกิดขึ้นเร็วขึ้นกว่าที่คาดการณ์ไว้
ความร่วมมือระดับโลกเพื่อเร่งพัฒนาควอนตัมคอมพิวติ้ง
Microsoft เป็นหนึ่งในสองบริษัทที่ได้รับเชิญเข้าร่วมโครงการ Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC) ของ DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยขั้นสูงของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ โครงการนี้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนา คอมพิวเตอร์ควอนตัมระดับอุตสาหกรรมที่มีข้อผิดพลาดน้อย ซึ่งอาจถูกนำไปใช้แก้ปัญหาด้านพลังงาน วัสดุศาสตร์ หรือการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่
นอกจากนี้ Microsoft ยังร่วมมือกับ Quantinuum และ Atom Computing เพื่อพัฒนาคิวบิต (หน่วยประมวลผลควอนตัม) ที่สามารถนำไปใช้กับแพลตฟอร์ม Azure Quantum ที่รวม AI และระบบประมวลผลประสิทธิภาพสูงเข้าไว้ด้วยกันอีกด้วย
Microsoft วางเป้าหมาย: ควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้จริงภายในไม่กี่ปี
เชอแทน นายัค (Chetan Nayak) นักวิชาการของไมโครซอฟท์ กล่าวว่าความสำเร็จของ Majorana 1 เปรียบเสมือน “การคิดค้นทรานซิสเตอร์ในยุคควอนตัม” และเป็นก้าวแรกของการนำเทคโนโลยีนี้เข้าสู่การใช้งานจริง
แมทเธียส ทรอยเออร์ (Matthias Troyer) ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคของไมโครซอฟท์ กล่าวว่า “เมื่อควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลได้ถึงล้านคิวบิต มันจะเปลี่ยนแปลงทุกสิ่ง ตั้งแต่การออกแบบวัสดุ ไปจนถึงการพัฒนายา และการแก้ปัญหาทาง เทคโนโลยีรีไซเคิลไมโครพลาสติก คณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน”
Satya Nadella ซีอีโอของไมโครซอฟท์ ระบุว่าเทคโนโลยีนี้จะปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน และภายในไม่กี่ปี “ควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่แท้จริงจะกลายเป็นเครื่องมือสำคัญของมนุษยชาติ และจะเปลี่ยนแปลงโลกใบนี้”
อนาคตของควอนตัมคอมพิวเตอร์: เป้าหมายล้านคิวบิตใกล้ความจริง
Microsoft เชื่อว่าการเข้าถึงล้านคิวบิตไม่ใช่ความฝันอีกต่อไป ด้วยความก้าวหน้าของ Topological Qubit และชิป Majorana 1 ทำให้เป้าหมายของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถใช้ได้จริงภายในไม่กี่ปีใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น “สิ่งที่เคยต้องใช้เวลาหลายทศวรรษ ตอนนี้อาจเกิดขึ้นได้ภายในไม่กี่ปี” ไมโครซอฟท์กล่าว
หากเทคโนโลยีนี้ถูกนำมาใช้งานจริง ผลกระทบจะกระจายไปทั่วทุกอุตสาหกรรม โดยเฉพาะวงการคอมพิวเตอร์ การเงิน ความปลอดภัยไซเบอร์ และการเข้ารหัสข้อมูล เนื่องจาก Quantum Computer มีพลังการประมวลผลที่เหนือกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปหลายล้านเท่า ระบบเข้ารหัสที่ใช้ปกป้องข้อมูลในปัจจุบันไม่สามารถปกป้องข้อมูลได้ ทำให้ต้องพัฒนาวิธีป้องกันข้อมูลรูปแบบใหม่
นอกจากนี้การค้นพบสถานะของสสารแบบใหม่ Topoconductor ที่ Quantum Computer ใช้ จะปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อย่างมหาศาล ตั้งแต่ การพัฒนายารักษาโรค, การวิจัยวัสดุที่แข็งแกร่งและทนทานขึ้น, ไปจนถึงการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม
และถ้าหากมองในแง่บวก Quantum Computer อาจช่วยให้เราเข้าใจธรรมชาติได้ลึกซึ้งขึ้น เพราะกลไกของจักรวาลทำงานในแบบควอนตัม แต่เรายังไม่สามารถไขความลับของมันได้ทั้งหมด เทคโนโลยีนี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาที่เคยเป็นไปไม่ได้ เปลี่ยนอนาคตของวิทยาศาสตร์ไปตลอดกาล
ที่มา : microsoft
Comment