คลื่นเสียงนำเสนอความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการจัดเก็บข้อมูลควอนตัม

คอมพิวเตอร์ควอนตัมสัญญาว่าจะมีความเร็วที่ไม่เคยมีมาก่อนในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนเพื่อขับเคลื่อนความก้าวหน้าในสาขา AI การเงิน โลจิสติกส์ วิทยาศาสตร์วัสดุ การค้นพบยา และการเข้ารหัส

แม้ว่าศักยภาพของเทคโนโลยีนี้จะมหาศาล แต่การตระหนักถึงสิ่งนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะในทางปฏิบัติ พิสูจน์แล้วว่าการทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานได้และใช้งานเพื่อแก้ไขปัญหาในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นเป็นเรื่องยากจริงๆ

คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังคงเป็นเทคโนโลยีทดลอง โดยมีนักวิจัย การทำงาน ในการเอาชนะ อุปสรรค ในการดำเนินการ การจำลองปรากฏการณ์ระดับควอนตัมที่แม่นยำ ปัญหาสำคัญประการหนึ่งที่นี่คือการจัดเก็บข้อมูลสำหรับ เป็นเวลานาน.

แจกันดอกไม้โรแมนติกนี้ เนื่องจากแม้ว่าคิวบิตตัวนำยิ่งยวดจะมีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลควอนตัมได้ดี แต่คิวบิตตัวนำยิ่งยวดมีเวลาสอดคล้องกันที่ค่อนข้างจำกัด

ความสอดคล้องกัน (Coherence) คือความสามารถของระบบควอนตัมในการรักษาความสัมพันธ์ระหว่างสถานะต่างๆ ในลักษณะซ้อนทับ คุณสมบัติพื้นฐานนี้ทำให้คิวบิตสามารถดำรงอยู่ได้ในรูปแบบการรวมเชิงเส้นของสถานะพื้นฐาน ทำให้เกิดความขนานและการรบกวน ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการประมวลผลควอนตัม 

จำเป็นสำหรับการดำเนินการควอนตัม ความสอดคล้องค่อนข้างเปราะบางและสามารถ หลงทางได้ง่าย ผ่านการโต้ตอบกับสิ่งแวดล้อมแม้เพียงเล็กน้อย

หากไม่มีความสอดคล้องกัน พฤติกรรมควอนตัมจะสูญหายไปโดยคิวบิต ทำให้การคำนวณด้วยควอนตัมไร้ความหมาย ในขณะเดียวกัน การขาดความสอดคล้องกัน (decoherence) ก็เป็นกระบวนการที่ทำให้สูญเสียความสอดคล้องกัน และยังคงเป็นความท้าทายสำคัญในการสร้างและใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ปัจจุบัน คิวบิตตัวนำยิ่งยวดเป็นวิธีการทางกายภาพในการสร้างคิวบิต และคิวบิตเหล่านี้ต้องอาศัยการรักษาความสอดคล้องของควอนตัมจึงจะทำงานได้ แต่แน่นอนการสูญเสียความสอดคล้องกันยังคงเป็นความท้าทายที่ใหญ่ที่สุด

คิวบิตตัวนำยิ่งยวด เป็นวงจรขนาดเล็กที่ทำจากวัสดุเฉพาะ ซึ่งใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ควอนตัม เช่น การซ้อนทับและการพันกันเพื่อทำการคำนวณ วัสดุที่ใช้สร้างวงจรจะถูกทำให้เย็นลงจนเกือบเป็นศูนย์สัมบูรณ์เพื่อทำให้เป็นตัวนำยิ่งยวด ซึ่งหมายความว่าสามารถนำไฟฟ้าได้โดยไม่มีความต้านทาน

แม้ว่าคิวบิตตัวนำยิ่งยวดเหล่านี้จะมีความสามารถที่น่าทึ่งในการคำนวณอย่างรวดเร็ว แต่กลับประสบปัญหาในการจัดเก็บข้อมูลเป็นระยะเวลานาน

อย่างไรก็ตาม อินเทอร์เฟซระหว่างโฟตอนและโฟนอนอาจอนุญาตให้มีข้อมูลควอนตัม ถูกเก็บไว้ ในออสซิลเลเตอร์เชิงกลอายุยืนยาว ทีมงานจาก Caltech ได้นำเสนอแพลตฟอร์มที่อาศัยแรงไฟฟ้าสถิตในโครงสร้างระดับนาโน เพื่อให้ได้การเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งระหว่างคิวบิตและออสซิลเลเตอร์เชิงกลระดับนาโน

เวลาสลายตัวของพลังงาน (T1) อยู่ที่ประมาณ 25 มิลลิวินาที ซึ่งเกินกว่าที่เกิดขึ้นในวงจรตัวนำยิ่งยวดแบบรวม

เพื่อสำรวจรากเหง้าของการสูญเสียความสอดคล้องกัน (decoherence) และลดผลกระทบ ทีมวิจัยได้ใช้การดำเนินการเชิงควอนตัม การใช้ลำดับการแยกตัวแบบไดนามิกแบบสองพัลส์ช่วยให้ทีมวิจัยสามารถบรรลุเวลาโคฮีเรนซ์ (coherence time: T2) ที่ยาวนานขึ้นเป็น 1 มิลลิวินาที ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 64 ไมโครวินาที

การขอ ผลการวิจัยของ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าในอุปกรณ์ตัวนำยิ่งยวด, ออสซิลเลเตอร์เชิงกล สามารถใช้เป็นหน่วยความจำควอนตัมได้ด้วย ที่มีศักยภาพ ไปยัง นำมาใช้ ในการประมวลผลเชิงควอนตัม การตรวจจับ และการถ่ายโอนข้อมูล

คลื่นเสียงจัดเก็บสถานะควอนตัมได้ยาวนานขึ้นอย่างไร

คอมพิวเตอร์แบบธรรมดา กดไลก์ แล็ปท็อปและโทรศัพท์จัดเก็บข้อมูลในรูปแบบบิต

บิตเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของข้อมูลดิจิทัล ซึ่งเป็นชิ้นส่วนตรรกะพื้นฐานที่รับค่าไบนารีเพียงค่าเดียวที่เป็นศูนย์หรือหนึ่ง

ในขณะเดียวกัน คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถมีสถานะที่เป็นทั้งศูนย์และเป็นหนึ่งในเวลาเดียวกัน ซึ่งเรียกว่าซูเปอร์โพซิชัน และนี่คือสิ่งที่อยู่เบื้องหลังคำมั่นสัญญาของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในการแก้ปัญหาที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกของเราไม่สามารถจัดการได้

คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีอยู่มากมาย อยู่บนพื้นฐาน ในระบบอิเล็กทรอนิกส์ตัวนำยิ่งยวด ซึ่งอิเล็กตรอนไหลโดยไม่มีความต้านทานใดๆ ที่อุณหภูมิต่ำมาก ในระบบเหล่านี้ เมื่อธรรมชาติของกลศาสตร์ควอนตัมของอิเล็กตรอนไหลผ่านเรโซเนเตอร์ พวกมันจะสร้างคิวบิตตัวนำยิ่งยวด

คิวบิตเหล่านี้มีประสิทธิภาพในการดำเนินการเชิงตรรกะที่จำเป็นสำหรับการประมวลผล แต่จริงๆ แล้วพวกมันไม่เก่งเรื่องการจัดเก็บข้อมูล ซึ่ง เป็นตัวแทน โดยตัวอธิบายทางคณิตศาสตร์ของระบบควอนตัมที่เฉพาะเจาะจง 

เพื่อเพิ่มเวลาในการจัดเก็บสถานะควอนตัม วิศวกรได้พิจารณาการสร้าง 'หน่วยความจำควอนตัม' สำหรับคิวบิตตัวนำยิ่งยวด

ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก Caltech ได้ใช้เส้นทางไฮบริดไปสู่หน่วยความจำควอนตัมเหล่านี้ 

ข้อมูลไฟฟ้าถูกแปลงเป็นเสียงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้วิธีการนี้ ในการแปลงข้อมูลควอนตัมเป็นคลื่นเสียง พวกเขาใช้อุปกรณ์ขนาดเล็กที่ทำหน้าที่เหมือนส้อมเสียงขนาดจิ๋ว

แจกันดอกไม้โรแมนติกนี้ ทำให้อายุการใช้งานของสถานะควอนตัมขยายออกไปได้มากถึงสามสิบเท่ามากกว่าเทคนิคอื่น ๆ โดยวางรากฐานสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ปรับขนาดได้และใช้งานได้จริงที่มีความจุ ไม่ใช่แค่การคำนวณ แต่ก็จำไว้ด้วย

“เมื่อคุณมีสถานะควอนตัมแล้ว คุณอาจไม่อยากทำอะไรกับมันทันที คุณต้องมีวิธีที่จะกลับไปหามันเมื่อคุณต้องการดำเนินการเชิงตรรกะ เพื่อที่จะทำเช่นนั้น คุณต้องมีหน่วยความจำควอนตัม”

– โมฮัมหมัด มิร์โฮสเซนี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและฟิสิกส์ประยุกต์ที่ คาลเทค

การศึกษานี้ได้รับการสนับสนุนจากเงินทุนของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและสำนักงานวิจัยวิทยาศาสตร์กองทัพอากาศ ถูกนำ โดยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Caltech Alkim Bozkurt และ Omid Golami และ คือ การตีพิมพ์¹ ในวารสาร Nature Physics

มีรายละเอียดเกี่ยวกับการผลิตคิวบิตตัวนำยิ่งยวดบนชิปซึ่ง แล้วจึงเชื่อมต่อ ไปยังอุปกรณ์ขนาดเล็กที่เรียกว่าออสซิลเลเตอร์เชิงกล

ออสซิลเลเตอร์เชิงกลเป็นระบบที่แสดงการเคลื่อนที่แบบแกว่ง มันเป็น เป็นหลัก ส้อมปรับเสียงขนาดเล็ก ซึ่งในกรณีของการศึกษาครั้งนี้ประกอบด้วยแผ่นที่ยืดหยุ่นได้ จานเหล่านี้ มีการสั่นสะเทือน โดยใช้คลื่นเสียงความถี่กิกะเฮิรตซ์ (GHz)

เมื่อทีมงานวางประจุไฟฟ้าไว้บนแผ่นที่มีความยืดหยุ่นเหล่านี้ พวกเขาสามารถโต้ตอบกับสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งข้อมูลควอนตัม ทำให้สามารถส่งข้อมูลดังกล่าวไปยังอุปกรณ์เพื่อจัดเก็บเป็น "หน่วยความจำ" จากนั้นจึงส่งออกไปหรือ "จดจำ" ในภายหลัง

นักวิจัยวัด นานแค่ไหนแล้ว ต้องใช้เวลาสักพักกว่าที่ออสซิลเลเตอร์จะสูญเสียเนื้อหาควอนตัมเมื่อข้อมูลเข้าสู่อุปกรณ์ 

“ปรากฏว่าออสซิลเลเตอร์เหล่านี้มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าคิวบิตตัวนำยิ่งยวดที่ดีที่สุดที่มีอยู่ประมาณ 30 เท่า”

– มิร์โฮสเซนี่

วิธีการสร้างหน่วยความจำควอนตัมนี้ มีประโยชน์หลากหลาย มากกว่าเทคนิคอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น คลื่นเสียงเดินทางช้ากว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามาก จึงทำให้มีอุปกรณ์ที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EM) คือคลื่นตามขวางของสนามไฟฟ้าและแม่เหล็กที่สั่นซึ่งส่งพลังงานผ่านอวกาศ รังสีเหล่านี้เกิดจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุและครอบคลุมสเปกตรัมต่างๆ เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ คลื่นอินฟราเรด แสงที่มองเห็นได้ คลื่นอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา 

ปัดเพื่อเลื่อน →

EM ทั้งหมดเดินทางด้วยความเร็วแสงในสุญญากาศและไม่จำเป็นต้องใช้ตัวกลางในการแพร่กระจาย

ในขณะเดียวกัน คลื่นเสียงเป็นคลื่นกล เช่นเดียวกับคลื่นเสียง ที่ส่งพลังงานผ่านตัวกลาง เช่น ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ โดยทำให้อนุภาคของตัวกลางสั่นสะเทือน บีบอัด และขยายตัว คลื่นเหล่านี้ มีลักษณะเฉพาะ โดยอาศัยคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความถี่ แอมพลิจูด และความยาวคลื่น คลื่นเสียงครอบคลุมช่วงความถี่ต่างๆ รวมถึงอินฟราซาวด์และอัลตราซาวด์

เนื่องจากการสั่นสะเทือนทางกลไม่แพร่กระจายในอวกาศว่าง ซึ่งแตกต่างจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นพลังงานจึงไม่รั่วไหลออกจากระบบ และสามารถ ถูกจำกัดให้เข้มงวดยิ่งขึ้นภายในสื่อกลาง ช่วยให้สามารถจัดเก็บได้นานขึ้นและลดการแลกเปลี่ยนพลังงานที่ไม่พึงประสงค์ระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้เคียง

ผลประโยชน์เหล่านี้ทำให้มีความเป็นไปได้ในการใช้ส้อมปรับเสียงมากมาย ที่จะรวมอยู่ใน ชิปตัวเดียวที่ให้การปรับขนาดได้ ทาง สู่ความทรงจำควอนตัม

การศึกษานี้ตาม Mirhosseini แสดงให้เห็นปฏิสัมพันธ์น้อยที่สุดระหว่างคลื่นเสียงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จำเป็น เพื่อตรวจสอบค่าของระบบไฮบริดนี้เพื่อใช้เป็นองค์ประกอบหน่วยความจำ 

“เพื่อให้แพลตฟอร์มนี้มีประโยชน์อย่างแท้จริงสำหรับการประมวลผลควอนตัม คุณจำเป็นต้องสามารถนำข้อมูลควอนตัมเข้าสู่ระบบและนำออกได้เร็วขึ้นมาก ซึ่งหมายความว่าเราต้องหาวิธีเพิ่มอัตราการโต้ตอบให้มากขึ้นสามถึงสิบเท่าจากที่ระบบปัจจุบันของเราสามารถทำได้” มิร์ฮอสเซนีกล่าว และ ทีมมีไอเดีย ตามที่ จะบรรลุสิ่งนั้นได้อย่างไร

ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ควอนตัม: เส้นทางสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์

อุปกรณ์ใหม่ที่สร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ของ Caltech ได้รับการพัฒนามาสักระยะแล้ว

สองสามปีที่ผ่านมาในงานก่อนหน้าของพวกเขาทีมงาน แสดงให้เห็นว่า เสียงนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หน่วยเสียงซึ่งก็คือ อนุภาคการสั่นสะเทือนแต่ละอนุภาค เหมือนกับว่า โฟตอน เป็น, อาจเป็นวิธีที่ง่ายในการจัดเก็บข้อมูลควอนตัม

ในเวลานั้นกลุ่มของมิฮอสเซนี่ แสดงให้เห็นว่า วิธีการใหม่ในห้องทดลอง ซึ่งพวกเขาสำรวจโฟนอนเนื่องจากความสะดวกที่เกี่ยวข้องกับการสร้างอุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถจัดเก็บคลื่นกลเหล่านี้ได้

ทีมได้ทดสอบอุปกรณ์ในการทดลองที่ดูเหมือนจะเหมาะสมสำหรับการจับคู่กับคิวบิตตัวนำยิ่งยวด เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้ทำงานที่ความถี่ GHz สูงมากเท่ากัน

มนุษย์ได้ยินเสียงในช่วงเฮิรตซ์ถึงกิโลเฮิรตซ์ (สูงสุด ~20 kHz) ในขณะที่อุปกรณ์ทำงานที่กิกะเฮิรตซ์ (พันล้านรอบต่อวินาที) ซึ่งมีความถี่สูงกว่าประมาณ 50,000 เท่า

อุปกรณ์ที่ทดสอบยังมีอายุการใช้งานยาวนานและทำงานได้ดีในอุณหภูมิต่ำซึ่งจำเป็นต่อการรักษาสถานะควอนตัมด้วยคิวบิตตัวนำยิ่งยวด

ดังที่ Mirhosseini ได้กล่าวไว้ในขณะนั้น งานวิจัยอื่นๆ ได้ศึกษาเกี่ยวกับเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งเป็นวัสดุชนิดพิเศษ เพื่อใช้เป็นวิธีการแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าในการประยุกต์ใช้ควอนตัม เขากล่าวเสริมว่า:

อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะทำให้สูญเสียพลังงานสำหรับคลื่นไฟฟ้าและคลื่นเสียง และการสูญเสียดังกล่าวถือเป็นตัวทำลายล้างที่สำคัญในโลกควอนตัม

ในทางตรงกันข้าม เทคนิคใหม่ที่พัฒนาโดยทีมงาน Caltech ไม่ได้อาศัยคุณสมบัติเฉพาะของวัสดุใดๆ และจึงเหมาะสมกับอุปกรณ์ควอนตัมที่ใช้ไมโครเวฟที่ได้รับการยอมรับแล้ว

การสร้างอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและมีขนาดกะทัดรัดถือเป็นความท้าทายอีกประการหนึ่งสำหรับผู้ที่กำลังสำรวจแอปพลิเคชันควอนตัม

ความท้าทายนี้ ยังได้รับการกล่าวถึงด้วย โดยใช้วิธีใหม่ซึ่ง “ทำให้สามารถจัดเก็บข้อมูลควอนตัมจากวงจรไฟฟ้าได้นานกว่าอุปกรณ์เครื่องกลขนาดกะทัดรัดอื่นๆ ถึงสองลำดับความสำคัญ” Bozkurt นักศึกษาระดับปริญญาตรีในกลุ่มของ Mirhosseini ซึ่งเป็นผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าว

แม้ว่าแพลตฟอร์มคลื่นเสียงของ Caltech จะดูน่าสนใจ แต่มันก็เป็นเพียงส่วนหนึ่งของความพยายามวิจัยที่ใหญ่กว่ามาก ซึ่งกำลังดำเนินการอยู่ในหลายสถาบันทั่วโลก นักวิทยาศาสตร์กำลังทดสอบวิธีการที่หลากหลายเพื่อเอาชนะความท้าทายด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม 

ตัวอย่างเช่น นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียได้ หันมาสนใจคณิตศาสตร์².

พวกเขากำลังใช้การละเลยในการแก้ไขปัญหาบางประการด้วยคิวบิตเชิงทอพอโลยี อนุภาคเชิงทฤษฎีประเภทนี้มีชื่อเรียกว่า เช่นนั้นเพราะว่าพวกเขา ได้มา จากทฤษฎีที่ถูกมองข้าม คณิตศาสตร์อาจเปิดเส้นทางใหม่สู่การพิสูจน์คอมพิวเตอร์ควอนตัมโทโพโลยีสากลด้วยการทดลอง

“เป้าหมายของฉันคือการสร้างกรณีที่น่าสนใจที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ให้กับนักวิจัยคนอื่นๆ ว่ากรอบแนวคิดแบบไม่กึ่งง่ายนั้นไม่เพียงแต่ถูกต้องเท่านั้น แต่ยังเป็นแนวทางที่น่าตื่นเต้นสำหรับการทำความเข้าใจทฤษฎีควอนตัมได้ดียิ่งขึ้น”

– ผู้เขียนร่วม อารอน เลาดา

ในขณะเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์กำลังควบคุมแสงที่ปล่อยออกมาจากจุดควอนตัมด้วยวิธีการอื่น ซึ่งอาจนำไปสู่เทคโนโลยีควอนตัมที่มีราคาถูกกว่า เร็วกว่า และแน่นอนว่าใช้งานได้จริงมากกว่า

สำหรับสิ่งนี้ไฟล์ ความร่วมมือวิจัยพบวิธีการใหม่³ ซึ่งอาศัยการกระตุ้นด้วยโฟตอนสองตัว ช่วยให้จุดควอนตัมสามารถปล่อยกระแสโฟตอนในสถานะโพลาไรเซชันที่แตกต่างกันได้ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์การสลับอิเล็กทรอนิกส์ เมื่อทำการทดสอบแล้วนักวิจัย สามารถ ไปยัง ประสบความสำเร็จ ก่อ สถานะสองโฟตอนที่ยอดเยี่ยมในขณะที่ การเก็บรักษา คุณสมบัติของโฟตอนเดี่ยวที่น่าทึ่ง.

“สิ่งที่ทำให้แนวทางนี้ดูสง่างามเป็นพิเศษก็คือ เราได้ย้ายความซับซ้อนจากส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ราคาแพงที่ทำให้เกิดการสูญเสียหลังจากการปล่อยโฟตอนเดี่ยวไปสู่ขั้นตอนการกระตุ้นด้วยแสง และถือเป็นก้าวสำคัญในการทำให้แหล่งกำเนิดควอนตัมดอทใช้งานได้จริงมากขึ้นสำหรับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง”

– หัวหน้าคณะนักวิจัย วิกัส เรเมช

นอกจากนี้ยังมีทีมงานจาก Grainger College of Engineering ที่ University of Illinois Urbana-Champaign ซึ่งมี นำเสนอการออกแบบโมดูลาร์ประสิทธิภาพสูง⁴ สำหรับโปรเซสเซอร์ควอนตัมตัวนำยิ่งยวดที่มีความเที่ยงตรงประมาณ 99% 

สถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์นั้นแตกต่างจากการออกแบบแบบโมโนลิธิกที่มีข้อจำกัด เนื่องจากมีความสามารถในการปรับขนาดได้มากกว่า ปรับปรุงได้ง่ายกว่า และมีความยืดหยุ่นต่อความไม่สอดคล้องกัน

ในขณะที่ความพยายามส่วนใหญ่ยังคงมุ่งเน้นไปที่ส่วนฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างชัดเจน ขณะนี้มีการเปลี่ยนแปลงไปสู่ซอฟต์แวร์ เนื่องจากผู้คนเชื่อว่าเทคโนโลยีดังกล่าวเป็น "กำลังจะกลายมาเป็นธุรกิจที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์” และดังนั้นจึงต้องมีการทำบางสิ่งที่มีประโยชน์กับพวกมัน

ในเรื่องนั้น บริษัทอัลกอริธึมควอนตัม Phasecraft ได้ระดมทุน 34 ล้านเหรียญจากผู้สนับสนุนหลายราย รวมถึงบริษัทการลงทุนที่เชื่อมโยงกับบริษัทยายักษ์ใหญ่ของเดนมาร์ก Nordisk Novo (NVO -0.99%). 

อัลกอริทึมของ Phasecraft ซีอีโอ Ashley Montanaro, เชื่อจะสามารถรันการคำนวณที่ "สำคัญทางวิทยาศาสตร์" ได้ภายใน "ฤดูใบไม้ผลิหน้า" และแอปพลิเคชันที่มีประโยชน์เชิงพาณิชย์บางตัวอาจจะพร้อมใช้งาน "ภายในสองสามปีข้างหน้า"

ปัจจุบันความสนใจในอัลกอริทึมกำลังเพิ่มมากขึ้น เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยของ Google อ้างว่าได้คิดค้นการลดขนาดของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่จำเป็นต่อการรันอัลกอริทึมของ Shor ลง 20 เท่า ซึ่งสามารถทำได้ นำมาใช้ เพื่อแคร็กรูปแบบการเข้ารหัสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน 

เพื่อเป็นการตอบสนอง ผู้พัฒนา Hunter Beast ได้ เปิดตัว BIP 360 ในความพยายามที่จะทำให้การคำนวณควอนตัมของ Bitcoin (BTC) มีความทนทาน

ในขณะเดียวกัน บริษัท Norma ซึ่งเป็นบริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัม ได้ทำการพิสูจน์ประสิทธิภาพของอัลกอริทึม AI ควอนตัมสำหรับการพัฒนายาโดยใช้ NVIDIA CUDA-Q โดยพบว่าความเร็วในการประมวลผลเร็วขึ้นประมาณ 73 เท่า

การลงทุนในระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ชื่อดังหลายแห่งกำลังทำการวิจัยเกี่ยวกับการประมวลผลควอนตัมตัวนำยิ่งยวด และนั่นรวมถึง ไอบีเอ็ม (IBM -2.21%), อินเทล (INTC -2.2%)และอื่นๆ อีกมากมาย แต่วันนี้เราจะมาดูกัน Honeywell นานาชาติ (HON -0.91%)ซึ่งมีส่วนร่วมอย่างมากในการประมวลผลควอนตัมผ่านการถือหุ้นส่วนใหญ่ใน Quantinuum 

ควอนติเนียม เอ Honeywell นานาชาติ (HON -0.91%) เกี่ยวกับเรา

Quantinuum เป็นบริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ก่อตั้งขึ้นในปี 2021 โดยการควบรวมกิจการของ Cambridge Quantum และ โซลูชั่นควอนตัมของฮันนี่เวลล์. เพื่อที่จะ เร่งพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนทานต่อความผิดพลาด โดยได้รับเงินทุนจากนักลงทุน กดไลก์ เจพีมอร์แกนเชส

ปีที่แล้วมัน แสดงให้เห็นถึง คิวบิตเชิงตรรกะที่เชื่อถือได้ที่สุดเท่าที่เคยมีมา Quantinuum ได้นำระบบจำลองเสมือนคิวบิตอันล้ำสมัยของ Microsoft ที่มีการวินิจฉัยและแก้ไขข้อผิดพลาด มาใช้กับฮาร์ดแวร์กับดักไอออน เพื่อดำเนินการทดลองมากกว่า 14,000 ครั้งโดยไม่เกิดข้อผิดพลาดแม้แต่ครั้งเดียว 

เดือนที่แล้ว Quantinuum เปิดตัว ส่วนประกอบซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สใหม่ 2 รายการ รวมถึง Guppy ซึ่งเป็นภาษาที่โฮสต์ภายใน Python ซึ่งได้รับการอธิบายโดย Rajeeb Hazra ซึ่งเป็น CEO ว่าเป็น "การเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์สำหรับนักพัฒนา" และโปรแกรมจำลองที่เรียกว่า Selene ซึ่งเป็น "ฝาแฝดทางดิจิทัล" ที่เลียนแบบพฤติกรรมควอนตัมสำหรับให้โปรแกรมเมอร์ทดสอบและแก้ไขโค้ดของพวกเขา

แพลตฟอร์มฟูลสแต็กใหม่นี้มาเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการเปิดตัวคอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นถัดไป Helios ของ Quantinuum ที่กำลังจะมีขึ้นในเร็วๆ นี้

ดังนั้น บริษัทกำลังมุ่งมั่นพัฒนาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ควอนตัมด้วยการวิจัยและกิจกรรมเชิงพาณิชย์ที่มุ่งเป้าไปที่ AI ความปลอดภัยทางไซเบอร์ การจำลองทางเคมี และแอปพลิเคชันอื่นๆ

ด้วย Quantinuum ฮันนี่เวลล์ได้พัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมไอออนที่ดักจับได้ขั้นสูง ซึ่ง ใช้ ไอออนที่ถูกกักไว้ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าในรูปแบบคิวบิตสำหรับการคำนวณความเที่ยงตรงสูงให้กับลูกค้า in หลายภาคส่วน เช่น การดูแลสุขภาพ การเงิน และสาธารณูปโภค

บริษัทปฏิบัติการแบบบูรณาการคือ ส่วนใหญ่ เกี่ยวข้องกับเมกะเทรนด์สามประการซึ่งก็คือ ระบบอัตโนมัติ การบิน และการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน ในระหว่างนี้ ให้บริการผ่านส่วนสำคัญบางส่วน:

• เทคโนโลยีการบินและอวกาศ
• ระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม
• ระบบอัตโนมัติอาคารและพลังงาน
• โซลูชั่นเพื่อความยั่งยืน

หุ้น HON ณ ขณะนี้มีมูลค่าตลาด 139.36 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ซื้อขายอยู่ที่ 218.40 ดอลลาร์ ลดลง 2.83% นับตั้งแต่ต้นปี มีกำไรต่อหุ้น (EPS) (TTM) อยู่ที่ 8.79 และอัตราส่วนราคาต่อกำไร (P/E) อยู่ที่ 24.96 ขณะเดียวกัน อัตราผลตอบแทนจากเงินปันผลอยู่ที่ 2.06%

ในด้านการเงิน Honeywell รายงานยอดขาย 10.4 พันล้านเหรียญสหรัฐสำหรับไตรมาสที่สองของปี 2025 กำไรต่อหุ้นอยู่ที่ 2.45 เหรียญสหรัฐ และ EPS ที่ปรับแล้วอยู่ที่ 2.75 เหรียญสหรัฐ

ในช่วงเวลานี้ บริษัทได้เสร็จสิ้นธุรกิจขายอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) มูลค่า 1.3 พันล้านดอลลาร์ ปิดการเข้าซื้อกิจการ Sundyne มูลค่า 2.2 พันล้านดอลลาร์ และประกาศการเข้าซื้อกิจการ Catalyst Technologies Business ของ Johnson Matthey มูลค่า 1.8 พันล้านปอนด์ นอกจากนี้ บริษัทยังได้ซื้อหุ้นคืนมูลค่า 1.7 พันล้านดอลลาร์อีกด้วย

Vimal Kapur ประธานเจ้าหน้าที่บริหาร กล่าวถึงความสำคัญของการส่งมอบ "ผลงานที่โดดเด่น" ด้วยการเติบโตแบบออร์แกนิกและ EPS ที่ปรับแล้วที่สูงกว่าเป้าหมาย แม้ว่าเศรษฐกิจมหภาคจะคาดเดาไม่ได้ก็ตาม

Kapur กล่าวว่า “ด้วยระบบอัตโนมัติในอาคารที่เป็นผู้นำ ยอดขายของสามในสี่กลุ่มมีการเติบโตดีกว่า 5% ในไตรมาสนี้ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงพลังของระบบปฏิบัติการ Accelerator ของเราในการปรับตัวอย่างรวดเร็วและขับเคลื่อนการเติบโตแม้ในขณะที่สภาวะทางธุรกิจเปลี่ยนแปลงไป” พร้อมทั้งตั้งข้อสังเกตว่า “ผลลัพธ์ที่น่าพอใจจากการที่เรามุ่งเน้นมากขึ้นในการสร้างสรรค์นวัตกรรมผลิตภัณฑ์ใหม่ ซึ่งช่วยสนับสนุนการเติบโตของปริมาณงานค้างที่เราทำไว้เป็นประวัติการณ์ได้ดียิ่งขึ้น”

สรุป

การประมวลผลควอนตัมสามารถนำไปสู่ความก้าวหน้าที่สำคัญในด้านปัญญาประดิษฐ์ (AI) การดูแลสุขภาพ วิทยาศาสตร์วัสดุ ความปลอดภัยทางไซเบอร์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ แต่ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับ ประสิทธิภาพของคิวบิต แต่ยังรวมถึงความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลควอนตัมได้อย่างน่าเชื่อถืออีกด้วย

แพลตฟอร์ม Caltech นำเสนอแผนงานเพื่อบรรลุเป้าหมายดังกล่าว ด้วยการผสานรวมการคำนวณและหน่วยความจำไว้ในชิปตัวเดียว การพัฒนาใหม่นี้กำลังนำพาวงการนี้เข้าใกล้การประยุกต์ใช้งานจริงมากขึ้น

คลิกที่นี่เพื่อดูรายชื่อบริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ดีที่สุดห้าแห่ง

อ้างอิง:

1. Bozkurt, AB, Golami, O., Yu, Y., Tian, ​​H. และ Mirhosseini, M. (2025). หน่วยความจำควอนตัมเชิงกลสำหรับโฟตอนไมโครเวฟ ฟิสิกส์ธรรมชาติ, (เผยแพร่ล่วงหน้าทางออนไลน์) เผยแพร่เมื่อวันที่ 13 สิงหาคม 2025 ได้รับเมื่อวันที่ 10 มกราคม 2025 ยอมรับเมื่อวันที่ 17 มิถุนายน 2025 https://doi.org/10.1038/s41567-025-02975-w
2. Iulianelli, F., Kim, S., Sussan, J., et al. การคำนวณควอนตัมสากลโดยใช้ Ising anyons จากทฤษฎีสนามควอนตัมเชิงทอพอโลยีแบบไม่กึ่งเรียบง่าย การสื่อสารธรรมชาติ, 16, 6408, เผยแพร่เมื่อวันที่ 05 สิงหาคม 2025 ได้รับเมื่อวันที่ 13 ตุลาคม 2024; ยอมรับเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2025 https://doi.org/10.1038/s41467-025-61342-8
3. Karli, Y., Avila Arenas, I., Schimpf, C., et al. การสร้างสถานะโฟตอนสองตัวแบบดีมัลติเพล็กซ์แบบพาสซีฟจากจุดควอนตัม npj ข้อมูลควอนตัม, 11, 139, เผยแพร่เมื่อวันที่ 11 สิงหาคม 2025 ได้รับเมื่อวันที่ 10 เมษายน 2025; ยอมรับเมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม 2025 https://doi.org/10.1038/s41534-025-01083-0
4. Mollenhauer, M., Irfan, A., Cao, X., และคณะ เครือข่ายพื้นฐานประสิทธิภาพสูงของอุปกรณ์คิวบิตตัวนำยิ่งยวดแบบเปลี่ยนแทนกันได้ เนเจอร์อิเล็กทรอนิกส์, 8, 610–619, เผยแพร่เมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 2025 (วันที่ออก กรกฎาคม 2025) ได้รับเมื่อวันที่ 08 กันยายน 2024; ยอมรับเมื่อวันที่ 23 พฤษภาคม 2025 https://doi.org/10.1038/s41928-025-01404-3