คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แตกต่างกันสองเครื่อง — เครื่องหนึ่งใช้ไอออน qubits และอีกเครื่องหนึ่ง qubits ตัวนำยิ่งยวด — เปรียบเทียบกันเมื่อไม่นานนี้ คอมพิวเตอร์ห้าคิวบิตทั้งสองทำงานคล้ายกัน แต่แต่ละเครื่องมีข้อดีของตัวเอง: คอมพิวเตอร์ที่มีตัวนำยิ่งยวดเร็วกว่า คอมพิวเตอร์ไอออนเชื่อมต่อถึงกันมากขึ้น ต้องใช้ขั้นตอนน้อยลงในการคำนวณ
การสมัครล่วงหน้า
คอมพิวเตอร์เช่น Monroe ยังห่างไกลจากการปลดล็อกพลังเต็มของการคำนวณควอนตัม ในการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์จะต้องแก้ไขข้อผิดพลาดที่หลุดเข้าไปในการคำนวณ แก้ไขปัญหาได้ทันทีโดยกระจายข้อมูลออกไปในหลาย qubits น่าเสียดายที่การแก้ไขข้อผิดพลาดดังกล่าวจะเพิ่มจำนวน qubits ที่ต้องการด้วยปัจจัย 10, 100 หรือหลักพัน ขึ้นอยู่กับคุณภาพของ qubits คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แก้ไขข้อผิดพลาดอย่างสมบูรณ์จะต้องใช้ qubits นับล้าน นั่นยังอีกยาวไกล
ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงร่างปัญหาง่ายๆ บางอย่างที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถเจาะลึกเข้าไปได้โดยไม่มีการแก้ไขข้อผิดพลาด การประยุกต์ใช้ในช่วงต้นที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือการศึกษาเคมีของโมเลกุลขนาดเล็กหรือปฏิกิริยาง่าย ๆ โดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อจำลองกลศาสตร์ควอนตัมของระบบเคมี ในปี 2016 นักวิทยาศาสตร์จาก Google, Harvard University และสถาบันอื่นๆ ได้ทำการจำลองควอนตัมของโมเลกุลไฮโดรเจนดังกล่าว ไฮโดรเจนได้ถูกจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกซึ่งให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน แต่โมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นอาจตามมาเมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมขยายขนาดขึ้น
เมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่แก้ไขข้อผิดพลาดปรากฏขึ้น นักฟิสิกส์ควอนตัมหลายคนจับตาดูปัญหาทางเคมีอย่างหนึ่งโดยเฉพาะ นั่นคือ การทำปุ๋ย แม้ว่าจะดูเหมือนเป็นภารกิจที่ไม่น่าเป็นไปได้สำหรับนักฟิสิกส์ควอนตัม แต่งานนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงเกมของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
กระบวนการของ Haber-Bosch
ซึ่งใช้ในการสร้างปุ๋ยที่อุดมด้วยไนโตรเจนนั้นใช้พลังงานอย่างมหาศาล ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิและความดันสูง กระบวนการนี้จำเป็นสำหรับการทำฟาร์มสมัยใหม่ ใช้พลังงานประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ของโลก อาจจะมีวิธีที่ดีกว่า แบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจนจะดึงไนโตรเจนออกจากอากาศได้อย่างง่ายดายด้วยเอนไซม์ไนโตรเจนเนส คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถช่วยจำลองเอ็นไซม์นี้และเผยให้เห็นคุณสมบัติของเอนไซม์ บางทีอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ “ออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อปรับปรุงปฏิกิริยาการตรึงไนโตรเจน ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และประหยัดพลังงานของโลก” Svore ของ Microsoft กล่าว “นั่นคือสิ่งที่เราต้องการทำบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม และสำหรับปัญหานั้น ดูเหมือนว่าเราจะต้องแก้ไขข้อผิดพลาด”
การระบุแอปพลิเคชันที่ไม่ต้องการการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้นทำได้ยาก และความเป็นไปได้ไม่ได้ถูกแมปอย่างสมบูรณ์ “ไม่ใช่เพราะพวกเขาไม่มีอยู่จริง ฉันคิดว่าเป็นเพราะนักฟิสิกส์ไม่ใช่คนที่เหมาะสมที่จะมาตามหาพวกเขา” Devitt จาก Macquarie กล่าว เมื่อฮาร์ดแวร์พร้อมใช้งาน นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ก็จะได้แนวคิดใหม่ๆ
นั่นเป็นเหตุผลที่บริษัทต่างๆ เช่น IBM ผลักดันคอมพิวเตอร์ควอนตัมของตนไปยังผู้ใช้ผ่านทางเว็บ “บริษัทเหล่านี้จำนวนมากตระหนักดีว่าพวกเขาต้องการให้ผู้คนเริ่มเล่นกับสิ่งเหล่านี้” Devitt กล่าว
นักวิทยาศาสตร์ควอนตัมกำลังเดินทางเข้าสู่ขอบเขตการคำนวณใหม่ที่ไม่เคยมีใครทำมาก่อน โดยนำโปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์เข้าร่วมด้วย ความสามารถของระบบที่เพิ่งเริ่มต้นเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงวิธีที่สังคมใช้คอมพิวเตอร์ได้
ในที่สุด คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจกลายเป็นส่วนหนึ่งของสังคมเทคโนโลยีของเรา คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถรวมเข้ากับอินเทอร์เน็ตควอนตัมได้ ซึ่งจะปลอดภัยกว่าที่มีอยู่ในปัจจุบัน ( SN: 10/15/16, p. 13 )
นักฟิสิกส์ Seth Lloyd จาก MIT กล่าวว่า “คอมพิวเตอร์ควอนตัมและการสื่อสารด้วยควอนตัมอย่างมีประสิทธิภาพช่วยให้คุณทำสิ่งต่างๆ ได้อย่างเป็นส่วนตัวมากขึ้น กล่าวโดยสรุป
อาจมีประโยชน์อีกมากมายสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ยังไม่มีใครคิด
“เราไม่แน่ใจว่าจะใช้สิ่งเหล่านี้เพื่ออะไร นั่นทำให้มันแปลกนิดหน่อย” มอนโรกล่าว แต่เขายืนยันว่าคอมพิวเตอร์จะหาช่องของพวกเขาเอง “สร้างมันขึ้นมาแล้วพวกมันจะมา
credit : proextendernextday.com seegundyrun.com seminariodeportividad.com sociedadypoder.com solutionsforgreenchemistry.com
