การขยายขนาดอย่างรวดเร็วของคอมพิวเตอร์ควอนตัมดักไอออนเชิงพาณิชย์
เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว แผนกQuantum Solutions ของ Honeywell ได้เปิดตัวคอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงพาณิชย์เครื่องแรก: ระบบที่ใช้ไอออนที่ดักจับซึ่งประกอบด้วย 10 qubits H1 ตามที่เรียกกันว่าเป็นชิปดักไอออนแบบเดียวกับที่บริษัทเปิดตัวเป็นต้นแบบ แต่มีไอออนเพิ่มเติมสี่ตัว บริษัท เปิดเผยแผนงานที่กล่าวว่าจะนำไปสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างรวดเร็ว คู่แข่งรายหนึ่งในคอมพิวเตอร์ควอนตัมดักไอออนIonQซึ่งเป็นบริษัทสตาร์ทอัพในรัฐแมรี่แลนด์ได้เปิดตัวคอมพิวเตอร์ไอออนขนาด 32 บิตเมื่อเดือนที่แล้ว
คอมพิวเตอร์ควอนตัมดักไอออนทำจากชิปที่ออกแบบมาเพื่อดักจับไอออนในแนวเดียวกันโดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า RF ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ชิปยังสามารถเคลื่อนย้ายไอออนเฉพาะไปตามเส้นโดยใช้สนามไฟฟ้า จากนั้นเลเซอร์จะเข้ารหัสสถานะควอนตัมของไอออนเพื่อทำการคำนวณ ผู้เสนอกล่าวว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ติดอยู่กับไอออนนั้นน่าสนใจเพราะคิดว่า qubits มีอายุการใช้งานยาวนานกว่า มีความเที่ยงตรงสูงกว่ามาก และอาจเชื่อมต่อเข้าด้วยกันได้ง่ายกว่าตัวเลือกอื่นๆ ทำให้การคำนวณมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น
สำหรับ Honeywell นั่นหมายถึงระบบที่เป็นเพียงระบบเดียวที่สามารถทำ “การวัดกลางวงจร” (ชนิดของควอนตัมที่เทียบเท่ากับ if/then) แล้วรีไซเคิล qubit ที่วัดได้กลับเข้าสู่การคำนวณ Patty Lee กล่าว หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ Honeywell Quantum Solutions ความแตกต่างนี้ช่วยให้อัลกอริทึมควอนตัมประเภทต่างๆ และความสามารถในการคำนวณที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยไอออนที่น้อยลง
ทั้งสองบริษัทวัดความสามารถของระบบโดยใช้ค่าที่เรียกว่าปริมาณควอนตัม Daniel Lidarผู้อำนวยการ ศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียในลอสแองเจลิสอธิบายปริมาณควอนตัมให้กับIEEE Spectrumดังนี้:
ทีมงานของ IBM กำหนดปริมาตรควอนตัมเป็น 2 ของกำลังของขนาดของวงจรที่ใหญ่ที่สุดที่มีความกว้างและความลึกเท่ากัน ซึ่งสามารถผ่านการทดสอบความน่าเชื่อถือบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับเกทสองคิวบิตแบบสุ่ม ขนาดของวงจรถูกกำหนดโดยความกว้างตามจำนวน qubits หรือความลึกตามจำนวนประตู โดยในกรณีนี้ความกว้างและความลึกจะเท่ากัน
นั่นหมายความว่าระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัม 6 บิตจะมีปริมาตรควอนตัม 2 ยกกำลัง 6 หรือ 64 แต่ถ้าคิวบิตค่อนข้างปราศจากสัญญาณรบกวนและข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นกับเสียงดังกล่าว
Honeywell กล่าวว่าระบบ 10-qubit มีปริมาตรควอนตัมที่วัดได้ 128 ซึ่งสูงที่สุดในอุตสาหกรรม ต้นแบบ 11-qubit ของ IonQ ก่อนหน้านี้มีปริมาตรควอนตัมที่วัดได้ 32 ซึ่งตามทฤษฎีแล้วระบบ 32-ion สามารถเข้าถึงมากกว่า 4 ล้านได้ แต่สิ่งนี้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์
ด้วยการเปิดตัวระบบเชิงพาณิชย์ Honeywell เปิดเผยว่าจะใช้รูปแบบการสมัครรับข้อมูลเพื่อเข้าถึงคอมพิวเตอร์ของตน ลูกค้าจะจ่ายเงินสำหรับเวลาและการมีส่วนร่วมกับระบบ แม้ว่าระบบจะขยายใหญ่ขึ้นตลอดทั้งปีก็ตาม “ลองนึกภาพถ้าคุณมี Netflix และสัปดาห์หน้าก็จะดีเป็นสองเท่า และ 3 เดือนจากนี้ก็จะดีเป็น 1,000 เท่า” Tony Uttley ประธาน Honeywell Quantum Solutions กล่าว “นั่นจะเป็นการสมัครสมาชิกที่ยอดเยี่ยมทีเดียว และนั่นคือแนวทางที่เรานำมาใช้กับสิ่งนี้”
เส้นทางข้างหน้าของ Honeywell เกี่ยวข้องกับการเพิ่มไอออนใน H1 ก่อน ซึ่งมีความจุ 40 ตัว “เราสร้างหอประชุมขนาดใหญ่” Uttley กล่าว “ตอนนี้เรากำลังจะเต็มที่นั่งแล้ว”
ขั้นตอนต่อไปคือการเปลี่ยนบรรทัดเดียวของชิปดักไอออนให้เป็นโครงแบบสนามแข่ง ระบบนี้เรียกว่า H2 กำลังอยู่ในระหว่างการทดสอบ มันช่วยให้มีปฏิสัมพันธ์ในการคำนวณไอออนเร็วขึ้น เพราะไอออนที่ปลายเส้นสามารถเคลื่อนที่ไปมาเพื่อโต้ตอบซึ่งกันและกันได้ การขยายขนาดเพิ่มเติม H3 จะมาพร้อมกับชิปที่มีกริดของกับดักแทนที่จะเป็นบรรทัดเดียว สำหรับสิ่งนี้ อิออนจะต้องถูกควบคุมไปรอบๆ มุม ซึ่งสิ่งที่ Uttley กล่าวว่าบริษัทสามารถทำได้แล้ว
สำหรับ H4 กริดจะถูกรวมเข้ากับโฟโตนิกบนชิป ทุกวันนี้ ลำแสงเลเซอร์ที่เข้ารหัสสถานะควอนตัมบนไอออนถูกส่งเข้ามาจากภายนอกห้องสุญญากาศซึ่งเป็นที่ตั้งของกับดัก และการกำหนดค่านั้นจำกัดจำนวนจุดบนชิปที่สามารถคำนวณได้ ระบบโฟโตนิกส์แบบบูรณาการซึ่งได้รับการออกแบบและทดสอบจะเพิ่มจุดคำนวณที่มีอยู่ ในขั้นตอนสุดท้าย ซึ่งตั้งเป้าไว้สำหรับปี 2030 ชิ้นส่วนของชิป H4 จะถูกต่อเข้าด้วยกันเพื่อสร้างระบบบูรณาการขนาดใหญ่
Peter Chapman ซีอีโอของ IonQ กล่าวกับArs Technicaว่าบริษัทมีแผนที่จะเพิ่มจำนวน qubits ในระบบเป็นสองเท่าทุก ๆ แปดเดือนในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า แทนที่จะเคลื่อนไหวทางกายภาพเพื่อให้ไอออนมีปฏิสัมพันธ์ ระบบของ IonQ ใช้พัลส์เลเซอร์คู่ที่สร้างขึ้นมาอย่างพิถีพิถันบนเส้นไอออนที่อยู่กับที่
แม้จะมีความคืบหน้าจนถึงขณะนี้ ระบบเหล่านี้ยังไม่สามารถทำอะไรที่ไม่สามารถทำได้ในระบบคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก ทำไมลูกค้าถึงซื้อตอนนี้? “ด้วยแผนงานนี้ เรากำลังแสดงให้เห็นว่าเรากำลังจะข้ามพรมแดนอย่างรวดเร็วซึ่งไม่มีทางที่คุณสามารถตรวจสอบข้อเท็จจริงได้” Uttley กล่าว บริษัทต่างๆ จำเป็นต้องเห็นว่าอัลกอริทึมควอนตัมของพวกเขาทำงานบนระบบเหล่านี้ในขณะนี้ เพื่อที่ว่าเมื่อพวกเขาบรรลุความสามารถที่เหนือกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน พวกเขายังคงสามารถไว้วางใจในผลลัพธ์ได้ เขากล่าว
จุดมุ่งหมายของ Couffignal ไม่ได้ทำให้คอมพิวเตอร์คิดเหมือนมนุษย์ แต่เพื่อให้มนุษย์คิดเหมือนคอมพิวเตอร์ ทำไม? เขาเชื่อว่ามันจะดีสำหรับผู้คน: “ในระดับบุคคล การขยายตัวของความเข้มแข็งทางสังคมของสติปัญญาสามารถคาดหวังได้” บางทีโดยการทำลาย “ความคิดที่มั่นคงสองสามข้อ” ที่สืบทอดมาจาก “อารยธรรม” ของเราซึ่ง Couffignal คิดว่ามนุษย์ใช้ความเป็นจริงของเรา การให้เหตุผล เขาสรุปว่า “และในระดับมนุษย์ การเพิ่มขึ้น [sic] ของศักยภาพทางปัญญา” โดยการคิดเหมือนคอมพิวเตอร์ มนุษยชาติจะสร้างเวอร์ชันใหม่และปรับปรุงตัวเอง
ในขณะที่ Couffignal ใฝ่ฝันที่จะให้เหตุผลเหมือนคอมพิวเตอร์ เขาฝึกฝนการกินเหมือนชาวปารีสอย่างแน่นอน หลังจากเสร็จสิ้นการประชุม บรรดาผู้เข้าร่วมประชุมได้เดินทางข้ามเมืองไปยังเขตที่ 17 และ Ecole Hotelière เปิดทำการในช่วงทศวรรษที่ 1930 โรงเรียนได้ฝึกอบรมพ่อครัวในโรงแรมปารีสที่ต้องการหลายร้อยคน หนึ่งในร้านอาหารของมันโตแบบจำลองของห้องรับประทานอาหารบนเรือมหาสมุทรหรูหราซับเอสเอส Normandie “Banquet de Cloture” ของการประชุมปี 1951 ไม่ต้องสงสัยเลยว่าอร่อย แต่การประกาศมันแสดงให้เห็นความจริงที่มีอาการป่วยที่มีแต่ผู้ชายเท่านั้นที่เข้าร่วมการประชุมอย่างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม ผู้หญิงที่มากับพวกเขาได้รับเชิญให้เข้าร่วมงานเลี้ยง: “Les dames accompagnato les members du Colloque sont admises auงานเลี้ยง”
โครงการฝรั่งเศสสะดุด เยอรมันสำเร็จ
หลังจากการประชุมอันน่าทึ่งนี้ อาชีพของ Couffignal ก็ไม่ได้สูงขึ้นไปอีก บริษัท Logabax ซึ่งกำลังดำเนินการเกี่ยวกับเครื่องนำร่องของ Couffignal ให้เสร็จสิ้น และเริ่มใช้คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่มีการออกแบบคู่ขนานที่มีความทะเยอทะยาน ย่อขนาดหน่วยความจำ ล้มละลายในปี 1952 และปิดตัวลง เครื่องจักรขนาดใหญ่ของ Couffignal ยังไม่ได้สร้างขึ้นตลอดกาล เขาและห้องทดลองของเขาต้องต่อสู้ดิ้นรน สุดท้ายก็ซื้อคอมพิวเตอร์ Elliott 402 ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ที่เก็บโปรแกรมแบบหลอดสุญญากาศแบบมาตรฐานซึ่งมีหน่วยความจำแบบดรัมแม่เหล็ก สำหรับ Couffignal การซื้อต้องรู้สึกอย่างน้อยสักแห่งในตัวเขาเช่นความอัปยศอดสู Elliott เป็นตัวอย่างที่ดีของทุกสิ่งที่การออกแบบที่ไม่ได้สร้างขึ้นของเขาไม่ใช่ ในปี 2502 เขาถูกไล่ออก
ผ่านหนังสือหลายเล่มที่ตีพิมพ์ในทศวรรษ 1950 และ 1960 เกี่ยวกับไซเบอร์เนติกส์ Couffignal ได้รับมรดกสองประการ: วันนี้เขาถูกมองว่ามักจะให้คอมพิวเตอร์ดิจิทัลของฝรั่งเศสผลิตสิ่งที่เสียเปรียบเบื้องต้นในขณะเดียวกันเขาก็ถูกรวมเป็น บุคคลสำคัญในยุคแรกในไซเบอร์เนติกส์ของฝรั่งเศส
Alwin Walther ออกจากปารีสและกลับมาที่ดาร์มสตัดท์เพื่อทำหน้าที่ของเขา ซึ่งเขายังคงสร้างร่างกายใหม่และวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของ Institut für Praktische Mathematik ของเขาต่อไป เหนือสิ่งอื่นใด เขาเริ่มพยายามสร้างคอมพิวเตอร์ดิจิทัลอิเล็กทรอนิกส์ ต้องใช้เวลาถึงสิ้นทศวรรษ แต่เขาประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องที่ใช้หลอดสุญญากาศสำหรับสถาบัน DERA ของเขา ในวิดีโอปี 1963 นี้ Walther และผู้ร่วมงานของเขาสาธิต DERA:
Walther ต้องพบว่าประสบการณ์ในปารีสของเขามีค่ามาก เพราะในปี 1955 เขาและสถาบันของเขาได้จัดและเป็นเจ้าภาพการประชุมระดับนานาชาติขนาดใหญ่ของตนเองเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ดิจิทัล เขาได้สร้างห้องสมุดจำนวนมากของวรรณกรรมที่มีอยู่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ที่สถาบันของเขา โดยเปลี่ยนให้เป็นแหล่งข้อมูลสำคัญสำหรับชุมชนคอมพิวเตอร์ที่กำลังพัฒนาในเยอรมนี
สำหรับห้องสมุดนี้ Walther ได้รวมเอกสารต่างๆ ที่เขานำกลับมาจากการประชุมในกรุงปารีสปี 1951 ของ Couffignal ไว้ด้วยกัน ได้แก่ โปรแกรมพิมพ์สี่หน้า ประกาศการประชุมวิชาการพิมพ์สามหน้า; รายชื่อผู้เข้าร่วมเก้าหน้า; และบทคัดย่อกว่า 100 หน้าสำหรับการนำเสนอ ทั้งในภาษาอังกฤษและภาษาฝรั่งเศส เล่มที่ผูกไว้นี้นั่งอยู่บนชั้นวางของห้องสมุดของสถาบันเป็นรายการหมายเลข B8807 เป็นเวลาหลายปี
สำหรับคนอื่นๆ ที่เข้าร่วมการประชุมของ Couffignal ในปี 1951 ความคิดเห็นทั้งหมดของพวกเขาถูกนำเสนอเป็นภาษาฝรั่งเศสในการตีพิมพ์โดย CNRS ในปี 1953 ภายใต้ชื่อเดียวกับการประชุม มีมากกว่า 560 หน้า บันทึกนี้ยังคงกระแทกแดกดัน อย่างน้อยก็หลังจากการค้นหาอย่างกระตือรือร้นโดยผู้เขียนคนนี้ ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยอิสระบนเว็บ อย่างไรก็ตาม ผู้เข้าร่วมงานจำนวนมากได้กลายเป็นหัวข้อที่ยืนต้นของประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยเฉพาะด้านคอมพิวเตอร์
เมื่อเวลาผ่านไป ปริมาณของ Walther สำหรับเอกสารการประชุมปี 1951 ของเขาถูกเลิกใช้โดยห้องสมุดของสถาบัน จากที่นั่น หนังสือเล่มนี้ดึงดูดสายตาอันเฉียบแหลมของเจเรมี เอ็ม. นอร์แมน นักสะสมและตัวแทนจำหน่ายหนังสือหายากและต้นฉบับในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี นอร์แมนใช้หนังสือเล่มนี้ในสารคดีประวัติศาสตร์ปี 2002 ของ Diana H. Hook เรื่องThe Origins of Cyberspace: A Library on the History of Computing, Networking, and Telecommunications (Norman Publishing)
ไม่นานมานี้ นอร์แมนได้รวมเล่มที่ผูกมัดของวอลเธอร์ไว้ในหนังสือหายากจำนวนมากที่เขาบริจาคให้กับคอลเล็กชันของพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ ปริมาณการซื้อขายในขณะนี้อาศัยอยู่ในสถานที่เก็บถาวรของพิพิธภัณฑ์ในบริเวณอ่าวซานฟรานซิสในขณะที่การสแกนไฟล์ PDF ใหม่ของมันอยู่ในที่ใดที่หนึ่งคอมพิวเตอร์ในโครงสร้างพื้นฐาน Microsoft Azure และอาจอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์หรือโทรศัพท์ของคุณคุณควรจะดาวน์โหลดได้ที่นี่
อีกบทหนึ่งในประวัติศาสตร์อันยาวนานของปัญญาประดิษฐ์
ท้ายที่สุดแล้วเราควรคิดอย่างไรเกี่ยวกับการประชุมของ Couffignal ในปี 1951? เราทำอะไรกับมัน? ในปี 2017นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ได้เปลี่ยนนักประวัติศาสตร์ด้านคอมพิวเตอร์ Herbert Bruderer พิจารณาว่าการประชุมดังกล่าวเป็น “แหล่งกำเนิดของปัญญาประดิษฐ์” มากกว่าการประชุม Dartmouth Conference ที่โด่งดังในปี 1956หรือไม่ เขาเขียนว่า “เหตุการณ์ที่ได้รับการบันทึกไว้เป็นอย่างดีนี้ถือได้ว่าเป็นการประชุมใหญ่ครั้งแรกของปัญญาประดิษฐ์”
มุมมองนี้ขึ้นอยู่กับว่าวลี “ปัญญาประดิษฐ์” เป็นอย่างไร มุมมองของฉันเองคือการประชุมปี 1951 เป็นส่วนหนึ่งของการสร้างชุมชนอย่างแน่นอน: ชุมชนของผู้คนที่คิดและสร้างคอมพิวเตอร์และเครื่องจักรไซเบอร์เนติกส์ มันเป็นชุมชนที่เคลื่อนไหวโดยการคิดเกี่ยวกับจิตใจและเครื่องจักรด้วยกัน รวมถึงการพิจารณา—บางคนถึงกับไล่ตาม—เครื่องจักรเป็นจิตใจ ในเรื่องนี้ การประชุมที่ปารีสเป็นหลักฐานของเรื่องราวอันยาวนานของสิ่งที่เราเรียกว่า “ปัญญาประดิษฐ์” ในปัจจุบัน และวิธีที่มันสานต่อประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์