เมื่อไม่กี่วันที่ผ่านมา ทางบริษัทยักษ์ใหญ่ของวงการคอมพิวเตอร์อย่าง ไอบีเอ็ม ก็ประกาศความสำเร็จครั้งใหม่ด้วยการเปิดตัวโปรเซวเซอร์คอมพิวเตอร์ระบบควอนตัม ‘Osprey’ ที่บริษัทกล่าวอ้าง “ทรงพลัง” มากที่สุด ณ เวลานี้
Osprey เป็นชิปประมวลผลที่มีความเร็วถึง 433 คิวบิต ซึ่ง ไอบีเอ็ม ระบุว่าเร็วกว่าชิปควอนตัมคอมพิวเตอร์ตัวแรก ‘Eagle’ ที่เพิ่งเปิดตัวไปเมื่อปีที่แล้วถึง 3 เท่า
สำหรับคนทั่วไปที่ใช้งานคอมพิวเตอร์กับงานในชีวิตประจำวัน เช่น ทำเอกสารสำนักงาน จัดเก็บข้อมูลหรือคำนวณบัญชี อาจไม่เคยรู้มาก่อนว่าในโลกนี้มีสิ่งที่เรียกว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์ (Quantum computer) หรือคอมพิวเตอร์ระบบควอนตัม (Quantum Computing) อยู่ด้วย ทั้งที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ ไม่ใช่สิ่งที่เพิ่งเกิดขึ้น แต่แนวคิดนี้เริ่มมาตั้งแต่ยุคทศวรรษที่ 1980 แล้ว
นั่นอาจเป็นเพราะระบบคอมพิวเตอร์ประเภทนี้ยังอยู่ในระหว่างการค้นคว้าวิจัย ปรับปรุง และพัฒนาเพื่อให้สามารถนำออกมาใช้ในวงกว้างในอนาคตได้อย่างสะดวกและง่ายขึ้น
ถึงแม้ว่าจะได้ชื่อว่าเป็นคอมพิวเตอร์เหมือนกัน แต่ควอนตัมคอมพิวเตอร์มีการทำงานหรือรูปแบบการคิดคำนวณประมวลผลที่ต่างไปจากคอมพิวเตอร์ที่เข้ารหัสเลขฐานสองอย่างที่เราใช้กันอยู่ทั่วไปในปัจจุบัน
คอมพิวเตอร์ปัจจุบันเป็นระบบบิตซึ่งใช้เลขฐานสอง คือเลข 0 กับ 1 โดยแต่ละตัวเลขเท่ากับ 1 บิต ขณะที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์นำหลักการทางฟิสิกส์เข้ามาประยุกต์ใช้ และหน่วยย่อยของระบบคอมพิวเตอร์นี้คือ อะตอม หรืออนุภาคของอะตอม ซึ่งมีธรรมชาติการทำงานแตกต่างกัน หน่วยเหล่านี้มีการตั้งชื่อให้ว่า ควอนตัมบิต (Quantum bit) หรือ คิวบิต (Qubit)
ปกติ สถานะของหน่วยย่อยในระบบบิตมีอยู่ 2 อย่างคือ ถ้าไม่ใช่ 0 ก็ต้องเป็น 1 แต่ในระบบควอนตัมจะไม่ใช่แบบนั้น หน่วยย่อยของควอนตัมคอมพิวเตอร์ สามารถมีสถานะทับซ้อนกันได้ คือสามารถเป็นได้ทั้ง 0 และ 1 ในเวลาเดียวกัน ซึ่งคุณสมบัติเหล่านี้มีประโยชน์มากในระบบอัลกอริทึมหรือการคำนวณชั้นสูง
การจะอธิบายหรือทำความเข้าใจระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างถ่องแท้นั้นเป็นเรื่องยากมาก กระทั่งกลุ่มนักวิทยาศาสตร์และนักคอมพิวเตอร์เองก็ยังยอมรับว่าเป็นหลักการที่ยังต้องศึกษากันอยู่ตลอดเวลา
การที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ถูกผลักดันขึ้นมาและถูกมองว่าเป็นอนาคตของวงการคอมพิวเตอร์ เนื่องจากเทคโนโลยีเดิมเริ่มมีข้อจำกัด โดยเฉพาะปัญหาเรื่องความเร็วและความเสถียรในการประมวลผลจากขนาดของชิปวงจรในปัจจุบันซึ่งไม่สามารถขยับขยายประสิทธิภาพได้ทันต่อความต้องการของโลกได้อีกต่อไป
ความรวดเร็วในการประมวลผลของระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมคือจุดเด่นที่เห็นได้อย่างชัดเจน ทางผู้พัฒนาต่างก็คาดหวังว่าในอนาคตระบบคอมพิวเตอร์ประเภทนี้จะช่วยคิดคำนวณและประมวลผลต่าง ๆ ได้รวดเร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันหลายล้านเท่า
แค่ความเร็วระดับ 433 คิวบิตของ Osprey ก็ถือว่าเร็วจนน่าตกตะลึงแล้ว เพราะระบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันยังทำงานด้วยความเร็วที่เทียบได้ราว ๆ 50 คิวบิตเท่านั้น
ธรรมชาติของคิวบิตที่มีหลายสถานะได้พร้อมกันยังมีประโยชน์ในแง่ของการผลิตชิปวงจร โดยเปิดโอกาสให้สามารถผลิตชิปที่มีขนาดเล็กลงกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบันได้อีก เท่ากับว่า ในอนาคต ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง ๆ ก็ไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่เท่าตู้เสื้อผ้าอีกต่อไป
นอกจากไอบีเอ็มแล้ว ยังมีอีกหลายบริษัทที่ให้ความสนใจและพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์ เช่น กูเกิล, ไมโครซอฟต์ อย่างไรก็ตาม ไอบีเอ็ม ยังคงครองสถานะผู้นำในด้านนี้อยู่
หลังจากการเปิดตัว Osprey ไอบีเอ็มยังวาดฝันถึงโครงการสร้างเครือข่ายควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่สามารถเชื่อมต่อกันได้ โดยขณะนี้ บริษัทมีควอนตัมคอมพิวเตอร์อยู่ 20 เครื่องทั่วโลกที่เปิดให้ใช้งานได้ผ่านระบบคลาวด์
เช่นนี้แล้ว แนวโน้มของควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่กำลังจะกลายเป็นอนาคตของระบบคอมพิวเตอร์ในอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้า จึงไม่ใช่เพียงคำพูดเลื่อนลอยเพ้อฝันอีกต่อไป
เครดิตภาพ : REUTERS
