อุปกรณ์จะไปถึงศักยภาพได้ก็ต่อเมื่อสามารถแก้ เซ็กซี่บาคาร่า ไขข้อผิดพลาดได้นักบินอวกาศ John Glenn ระมัดระวังเกี่ยวกับการไว้วางใจคอมพิวเตอร์
มันคือปีพ. ศ. 2505 ในยุคคอมพิวเตอร์และเครื่องจักรขนาดเท่าห้องได้คำนวณเส้นทางการบินสำหรับวงโคจรที่กำลังจะมาถึงของโลกซึ่งเป็นครั้งแรกสำหรับชาวอเมริกัน แต่เกล็นไม่เต็มใจที่จะมอบชีวิตของเขาให้กับเครื่องจักรแบบใหม่ที่อาจทำผิดพลาดได้
นักบินอวกาศขอให้นักคณิตศาสตร์ แคเธอรีน จอห์นสันตรวจสอบตัวเลขของคอมพิวเตอร์อีกครั้ง ดังที่เล่าไว้ในหนังสือHidden Figures “ถ้าเธอบอกว่ามันดี” Glenn รายงานว่า “ฉันก็พร้อมแล้ว” จอห์นสันระบุว่าคอมพิวเตอร์ IBM 7090 ถูกต้อง และการเดินทางของเกล็นกลายเป็นก้าวสำคัญแห่งการบินในอวกาศ ( SN: 3/3/62, p. 131 )
คอมพิวเตอร์ที่อาจเกิดข้อผิดพลาดได้ง่ายแม้เพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้การคำนวณเสียหายได้
ลองนึกภาพคอมพิวเตอร์ที่มีความแม่นยำ 99 เปอร์เซ็นต์ ส่วนใหญ่แล้วคอมพิวเตอร์จะบอกคุณว่า 1+1=2 แต่ทุกๆ 100 การคำนวณ มันจะฟลักซ์: 1+1=3 ทีนี้ คูณอัตราความผิดพลาดนั้นด้วยการคำนวณหลายพันล้านหรือล้านล้านต่อวินาทีที่เป็นไปได้ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ทั่วไป สำหรับการคำนวณที่ซับซ้อน ความน่าจะเป็นเพียงเล็กน้อยสำหรับข้อผิดพลาดสามารถสร้างคำตอบที่ไร้สาระได้อย่างรวดเร็ว ถ้า NASA ใช้คอมพิวเตอร์ที่ผิดพลาด เกล็นก็สมควรที่จะวิตกกังวล
โชคดีที่คอมพิวเตอร์สมัยใหม่มีความน่าเชื่อถือมาก แต่ยุคของเครื่องคิดเลขทรงพลังสายพันธุ์ใหม่กำลังจะเริ่มขึ้น นักวิทยาศาสตร์คาดหวังให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนเกินไปสำหรับคอมพิวเตอร์มาตรฐาน ในวันหนึ่ง ( SN: 7/8/17, p. 28 )
เวอร์ชันปัจจุบันค่อนข้างไม่ซับซ้อน แต่ด้วยการปรับปรุง คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีศักยภาพในการค้นหาฐานข้อมูลขนาดมหึมาด้วยความเร็วสูง หรือแยกตัวประกอบจำนวนมหาศาลอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจทำให้คอมพิวเตอร์ปกติใช้เวลานานกว่าอายุของจักรวาล เครื่องจักรสามารถคำนวณคุณสมบัติของโมเลกุลที่ซับซ้อนหรือไขความลับของปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อนได้ พลังดังกล่าวสามารถเร่งการค้นพบยาช่วยชีวิต หรือช่วยลดความต้องการด้านพลังงานสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่เข้มข้น เช่น การผลิตปุ๋ย
แต่มีสิ่งที่จับได้: คอมพิวเตอร์ควอนตัมต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่เชื่อถือได้ในปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ควอนตัมต้องต่อสู้กับข้อผิดพลาดที่สำคัญ และการคำนวณควอนตัมที่นักวิทยาศาสตร์จินตนาการไว้นั้นซับซ้อนมากจนเป็นไปไม่ได้ที่จะทำซ้ำด้วยมือ เช่นเดียวกับที่จอห์นสันทำกับการบินอันทะเยอทะยานของเกล็น
หากไม่มีการควบคุมข้อผิดพลาด ความหวังสูงของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจพังทลายลงมายังโลก
qubits ที่เปราะบาง
คอมพิวเตอร์ทั่วไป ซึ่งนักฟิสิกส์เรียกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกเพื่อแยกความแตกต่างจากความหลากหลายของควอนตัม สามารถต้านทานข้อผิดพลาดได้ ตัวอย่างเช่น ในฮาร์ดไดรฟ์แบบคลาสสิก ข้อมูลจะถูกจัดเก็บเป็นบิต, 0 หรือ 1 วินาที ซึ่งแสดงโดยบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กซึ่งประกอบด้วยอะตอมจำนวนมาก อะตอมกลุ่มใหญ่นั้นมีความซ้ำซ้อนในตัวซึ่งทำให้บิตแบบคลาสสิกมีความยืดหยุ่น การกระแทกอะตอมตัวใดตัวหนึ่งของบิตจะไม่เปลี่ยนการสะกดจิตโดยรวมของบิตและค่าที่สอดคล้องกันเป็น 0 หรือ 1
แต่ควอนตัมบิตหรือควิบิตมีความเปราะบางโดยเนื้อแท้ พวกมันถูกสร้างขึ้นจากสารที่ละเอียดอ่อน เช่น อะตอม อิเล็กตรอนที่ติดอยู่ภายในชิ้นเล็กๆ ของซิลิกอนที่เรียกว่าจุดควอนตัม หรือวัสดุตัวนำยิ่งยวดชิ้นเล็กๆ ซึ่งนำไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทาน ข้อผิดพลาดสามารถคืบคลานเข้ามาได้เนื่องจากคิวบิตมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ซึ่งอาจรวมถึงสนามแม่เหล็กไฟฟ้า อะตอมหรือโมเลกุลของความร้อนหรือเร่ร่อน หากอะตอมเดี่ยวที่เป็นตัวแทนของ qubit ถูกกระแทก ข้อมูลที่จัดเก็บ qubit ไว้จะสูญหายไป
นอกจากนี้ แต่ละขั้นตอนของการคำนวณมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดได้มาก ด้วยเหตุนี้ สำหรับการคำนวณที่ซับซ้อน “ผลลัพธ์จะเป็นขยะ” Barbara Terhal นักฟิสิกส์ควอนตัมจากศูนย์วิจัย QuTech ในเมืองเดลฟต์ ประเทศเนเธอร์แลนด์ กล่าว
ก่อนที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะสามารถเข้าถึงศักยภาพที่เกินจริงได้ นักวิทยาศาสตร์จะต้องเชี่ยวชาญกลยุทธ์ใหม่ ๆ ในการแก้ไขข้อผิดพลาด ซึ่งเป็นพื้นที่ของการวิจัยที่เรียกว่าการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม แนวคิดเบื้องหลังแผนงานเหล่านี้คือการรวม qubit ที่มีแนวโน้มผิดพลาดหลายชุดเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง qubit ที่น่าเชื่อถือมากขึ้น เทคนิคนี้ต่อสู้กับสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นแนวโน้มตามธรรมชาติของจักรวาล ในที่สุดสิ่งที่ควอนตัมสูญเสียควอนตัมของพวกมันไปผ่านการปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของพวกมัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ไม่หยุดยั้งที่เรียกว่าการถอดรหัส
“มันเหมือนกับการต่อสู้กับการกัดเซาะ” เคน บราวน์ วิศวกรควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยดุ๊กกล่าว แต่การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเป็นวิธีควบคุมสิ่งที่ดูเหมือนควบคุมไม่ได้ เซ็กซี่บาคาร่า
