Honeywell อ้างว่ามีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังที่สุด
“เราคาดว่าภายในสามเดือนข้างหน้าเราจะปล่อยคอมพิวเตอร์ควอนตัมของโลกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด” โทนี่ Uttley ประธาน Honeywell ควอนตัมโซลูชั่น , บอกIEEE Spectrumมีนาคม เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว บริษัทอ้างว่าได้บรรลุเป้าหมายนั้นแล้ว การวัดเปรียบเทียบ เรียกว่าปริมาตรควอนตัม โดยพื้นฐานแล้วเป็นการวัดจำนวนคิวบิตทางกายภาพ การเชื่อมต่อกัน และแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาด สำหรับระบบของ Honeywell ซึ่งมี 6 คิวบิต ตัวเลขนั้นตอนนี้คือ 64 แซงหน้าระบบ IBM 53 บิตที่มีปริมาตรควอนตัมเท่ากับ 32
การวัดปริมาตรควอนตัมไม่ใช่เกณฑ์มาตรฐานที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล และมีความสัมพันธ์ที่ไม่ชัดเจนกับเป้าหมาย ” อำนาจสูงสุดของควอนตัม ” ที่ Google อ้างสิทธิ์ในปี 2019 ซึ่งเปรียบเทียบคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับประสิทธิภาพสูงสุดตามทฤษฎีของคอมพิวเตอร์คลาสสิก แต่ Uttley กล่าวว่านี่เป็นมาตรการที่ดีที่สุด “การพิจารณามากกว่าแค่จำนวน qubits ทางกายภาพที่คุณมี” เขากล่าว การใช้จำนวน qubits เพียงอย่างเดียวไม่ได้ผลเพราะ “คุณไม่จำเป็นต้องได้รับประโยชน์ทั้งหมดหรือแม้แต่ประโยชน์ของ qubits ทางกายภาพ” ในการคำนวณจริง
คอมพิวเตอร์ของฮันนี่เวลล์ใช้อิตเทอร์เบียมไอออนที่ติดอยู่กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายในร่องแคบๆ ที่สร้างขึ้นในชิป คิวบิตแสดงโดยสถานะการหมุนของอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดของไอออนและของนิวเคลียส qubits ถูกจัดการโดยใช้เลเซอร์และสามารถเคลื่อนย้ายไปรอบ ๆ กับดักเพื่อดำเนินการอัลกอริธึม ความได้เปรียบด้านปริมาณควอนตัมส่วนใหญ่ของระบบนี้มาจากระยะเวลาที่คิวบิตสามารถคงสถานะไว้ได้ก่อนที่สัญญาณรบกวนจะทำให้ระบบเสียหายและทำให้การคำนวณขัดข้อง ในกับดักไอออนพวกมันจะอยู่ได้เป็นวินาที เมื่อเทียบกับไมโครวินาทีของระบบอื่นๆ มากมาย Uttley กล่าวว่า “เวลาที่เชื่อมโยงกัน” ที่ยาวนานนี้ช่วยให้สามารถวัดค่ากลางวงจร ซึ่งเป็นเวอร์ชันควอนตัมของคำสั่งการเขียนโปรแกรม if/then ในอัลกอริธึมควอนตัม
เนื่องจากโควิด-19 สหรัฐอเมริกาส่วนใหญ่ต้องล็อกดาวน์ภายในไม่กี่สัปดาห์ตามการคาดการณ์ในเดือนมีนาคมของฮันนี่เวลล์ ดังนั้นการตีเป้าหมายจึงใช้เส้นทางที่ต่างไปจากที่คาดไว้ “เราต้องออกแบบเลย์เอาต์ทางกายภาพของห้องปฏิบัติการใหม่เพื่อรักษาระยะห่างทางสังคม” รวมถึงการเพิ่มตัวแบ่งลูกแก้ว Uttley อธิบาย และมีเพียง 30 เปอร์เซ็นต์ของทีมงานโครงการเท่านั้นที่ทำงานในไซต์ “เราใช้ระบบอัตโนมัติจำนวนมาก” เขากล่าว
Uttley อธิบายว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้รับการออกแบบให้เข้าถึงได้จากระยะไกล บริษัทมีแผนที่จะนำเสนอเป็นบริการคลาวด์ และพันธมิตร เช่น ธนาคารJP Morgan Chaseกำลังใช้งานอัลกอริทึมอยู่แล้ว บริษัทหลังมีความสนใจในอัลกอริทึมควอนตัมสำหรับการตรวจจับการฉ้อโกง การเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับกลยุทธ์การซื้อขาย และความปลอดภัย ลูกค้าต้องการสำรวจปัญหาของการเพิ่มประสิทธิภาพ แมชชีนเลิร์นนิง และเคมีและวัสดุศาสตร์ในวงกว้างมากขึ้น
Uttley คาดการณ์ว่าปริมาณควอนตัมจะเพิ่มขึ้น 10 เท่าต่อปีในอนาคตข้างหน้า ความมั่นใจของเขามาจากธรรมชาติของระบบดักไอออนที่ทีมของเขาพัฒนาขึ้น “มันเหมือนกับว่าเราสร้างสนามกีฬา แต่ตอนนี้เรานั่งแค่ไม่กี่ที่นั่ง”
เทคนิคการวัดปริมาตรแบบเดิมที่รู้จักกันในชื่อphotopolymerization สองโฟตอนสามารถสร้างคุณลักษณะที่มีขนาดเล็กกว่า 100 นาโนเมตร แต่ทำได้ช้าเนื่องจากแผ่นเรซินที่ใช้ในวิธีนี้จะแข็งตัวก็ต่อเมื่อดูดซับแสงสองโฟตอนในเวลาเดียวกัน อีกประการหนึ่งที่รู้จักกันในการคำนวณการพิมพ์หินแกน , เร็วกว่าสองโฟตอน photopolymerization แต่จะถูก จำกัด การผลิตคุณสมบัติประมาณ 300 ไมครอนขนาดใหญ่เช่นเรซินแข็งในจุดหนึ่งสามารถยุ่งเกี่ยวกับรังสีของแสงที่พวกเขาพยายามที่จะแข็งเรซินในพื้นที่อื่น ๆ
Xolography เร็วกว่าโฟตอนโฟตอนสองโฟตอนสูงถึง 100,000 เท่าและเร็วพอ ๆ กับการพิมพ์หินในแนวแกนที่คำนวณได้ เพราะมันไม่ได้อาศัยแต่ละจุดเป้าหมายที่ดูดซับโฟตอนสองโฟตอนในคราวเดียว Regelhy กล่าวว่า”ไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งที่โฟตอนสองอันจะชนกับโมเลกุลในเวลาเดียวกัน “ดังนั้น photopolymerization สองโฟตอนอาจใช้เวลานาน”
นอกจากนี้ เอ็กซ์โซโลกราฟฟีสามารถให้ความละเอียดสูงกว่าการพิมพ์หินในแนวแกนที่คำนวณได้ประมาณ 10 เท่า เนื่องจากสามารถชุบแข็งเฉพาะเรซินที่กระตุ้นได้อย่างรวดเร็วและคัดเลือกเท่านั้น ไม่ใช่ส่วนที่เหลือของวัสดุ Stefan Hecht ผู้ร่วมวิจัยด้านการศึกษา นักเคมีและวัสดุศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Aachen ในเยอรมนี กล่าวว่า”เราไม่ต้องส่งแสงผ่านสิ่งที่เขียนไว้แล้ว “มันเหมือนกับการเลือกที่จะเขียนบนกระดาษเปล่ามากกว่าบนหน้าเก่าที่มีการเขียนอยู่แล้ว”
การประยุกต์ใช้หลักที่เป็นไปได้สำหรับการถ่ายภาพเอ็กซ์โซโลกราฟฟีคือการสร้างโครงสร้างทางชีววิทยาที่ซับซ้อนโดยใช้ของเหลวที่บรรจุเซลล์ของสิ่งมีชีวิต Hecht ตั้งข้อสังเกตว่าข้อดีที่ xolography จะมีมากกว่าเทคนิคการพิมพ์ชีวภาพที่มีอยู่คือ เซลล์จะไม่ประสบกับความเครียดที่จะเกิดขึ้นจากการฉีดพ่นหัวฉีดไบโอพรินเตอร์ ซึ่งอาจสร้างความเสียหายได้
“ในทางกลับกัน เราสามารถพิมพ์สิ่งที่แข็งมากได้เช่นกัน เราสามารถพิมพ์แก้วได้” Hecht กล่าวเสริม “เราสามารถทำงานกับวัสดุที่หลากหลายได้อย่างน่าทึ่ง”
นักวิจัยแนะนำว่าพวกเขาสามารถเพิ่มความเร็วในการพิมพ์ของ xolography โดยใช้เลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและโดยการซ่อมเรซิน นอกจากนี้ พวกเขาแนะนำว่าพวกเขาสามารถใช้เรซินที่ซับซ้อนมากขึ้นในการพิมพ์วัสดุหลายชนิดพร้อมกันเพื่อผลิตอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ Regelhy กล่าว
แนะนำโดย Strauss waltz ที่ทำหน้าที่เป็นเพลงประกอบสำหรับ “2001: A Space Odyssey” IBM แสดงให้เห็นถึงสถิติโลกใหม่ในด้านความสามารถในการจัดเก็บเทปแม่เหล็ก ในการนำเสนอสดในสัปดาห์นี้จากห้องทดลองในซูริกประเทศสวิสเซอร์แลนด์
นักข่าวกลุ่มเล็กๆ มองดูเสมือนจริงในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ของ IBM แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลที่เพิ่มขึ้น 29 เท่าของคาร์ทริดจ์เทปข้อมูลในปัจจุบัน จาก 20 เทราไบต์ (TB) เป็น 580 TB นั่นคือความจุประมาณ 32 เท่าของLTO-Ultrium (Linear Tape-Open เวอร์ชัน 9)ซึ่งเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมล่าสุดในผลิตภัณฑ์เทปแม่เหล็ก
แม้ว่าตัวเลขเหล่านี้อาจฟังดูน่าประทับใจ แต่บางคนอาจสงสัยว่าเรื่องนี้อาจมาจากแคปซูลเวลาที่ถูกฝังในปี 1970 อย่างผิดพลาดหรือไม่ แต่ความจริงก็คือเทปกลับมาแล้ว โดยความจำเป็น
Mark Lantzผู้จัดการ CloudFPGA และเทคโนโลยีเทปของ IBM Zurich เปิดเผยว่าการจัดเก็บเทปแม่เหล็กกำลังอยู่ในช่วงฟื้นฟูในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Lantz ให้เหตุผลว่าการฟื้นคืนชีพนี้ได้รับแรงผลักดันจากการบรรจบกันของสองแนวโน้ม: การเติบโตของข้อมูลแบบทวีคูณและการชะลอตัวลงพร้อมกันของความหนาแน่นของพื้นที่ในฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (HDD)
ในความเป็นจริง อัตราการเติบโตของความหนาแน่นของพื้นที่ HDD ได้ชะลอตัวลงต่ำกว่าอัตราการเติบโตต่อปีทบต้น 8% ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาตามรายงานของ Lantz การชะลอตัวนี้เกิดขึ้นในขณะที่ข้อมูลเติบโตขึ้นทั่วโลกจนถึงจุดที่คาดว่าจะถึง175 เซตตาไบต์ภายในปี 2568คิดเป็นอัตราการเติบโต 61% ต่อปี
การขาดการปรับขนาด HDD ส่งผลให้ราคาต่อกิกะไบต์ของ HDD เพิ่มขึ้นอย่างมาก ค่าประมาณใส่ไบต์ของ HDD ที่ราคาไบต์เทปสี่เท่า สิ่งนี้สร้างความไม่สมดุลที่เป็นปัญหาในช่วงเวลาที่ไม่เหมาะสมอย่างยิ่ง: เช่นเดียวกับปริมาณข้อมูลที่ผลิตเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ศูนย์ข้อมูลไม่สามารถจัดเก็บได้
โชคดีที่ข้อมูลส่วนใหญ่ที่จัดเก็บไว้คือสิ่งที่เรียกว่า “เย็น” หมายความว่าไม่มีการเข้าถึงมาเป็นเวลานานและไม่จำเป็นต้องใช้บ่อย ข้อมูลประเภทนี้สามารถทนต่อเวลาแฝงในการดึงข้อมูลที่สูงขึ้น ทำให้เทปแม่เหล็กเหมาะสมกับงานเป็นอย่างดี
เทปแม่เหล็กยังปลอดภัยจากอาชญากรรมทางอินเทอร์เน็ตมากขึ้น ใช้พลังงานน้อยกว่า มีความทนทานในระยะยาว และมีราคาต่อกิกะไบต์ต่ำกว่า HDD เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้ IBM ประมาณการว่ามีข้อมูลมากกว่า 345,000 exabyte (EB) อยู่ในระบบจัดเก็บเทปแล้ว ท่ามกลางความเป็นจริงของตลาดสำหรับการจัดเก็บข้อมูล IBM เชื่อว่าการสาธิตการบันทึกจะทำให้เทปสามารถบรรลุแผนงานการปรับขนาดสำหรับทศวรรษหน้า
สถิติใหม่นี้เกี่ยวข้องกับการเดินทาง 15 ปีที่ IBM ร่วมกับ Fujifilm เพื่อผลักดันความสามารถของเทคโนโลยีเทปอย่างต่อเนื่อง หลังจากสร้างสถิติใหม่หกรายการตั้งแต่ปี 2549 IBM และ Fujifilm ประสบความสำเร็จอย่างก้าวกระโดดครั้งใหญ่โดยการปรับปรุงเทคโนโลยีเทปหลักสามด้าน: สื่อเทป, เทคโนโลยีหัวเทปใหม่พร้อมการใช้เครื่องตรวจจับ HDD สำหรับการอ่านข้อมูล, และกลไกเซอร์โว เทคโนโลยีที่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเทปจะติดตามได้อย่างแม่นยำ
สำหรับสื่อเทปใหม่ Fujifilm ละเว้นมาตรฐานอุตสาหกรรมปัจจุบันของอนุภาคแบเรียมเฟอร์ไรต์และรวมอนุภาคสตรอนเทียมเฟอร์ไรต์ที่มีขนาดเล็กลงในการเคลือบเทปใหม่ ทำให้สามารถจัดเก็บความหนาแน่นสูงขึ้นได้โดยใช้เทปในปริมาณเท่ากัน
ด้วยเทปแม่เหล็กอนุภาคสตรอนเทียมเฟอร์ไรท์ของ Fujifilm ในมือ IBM ได้พัฒนาเทคโนโลยีหัวเทปแบบเสียดสีต่ำแบบใหม่ที่สามารถทำงานกับพื้นผิวที่เรียบมากของเทปใหม่ได้ IBM ยังใช้เซ็นเซอร์อ่านค่าความกว้างอุโมงค์แม่เหล็ก (TMR) ขนาด 29 นาโนเมตรที่แคบเป็นพิเศษซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับข้อมูลที่เขียนบนสื่อสตรอนเทียมเฟอร์ไรท์ที่ความหนาแน่นเชิงเส้น 702 กิโลบิตต่อนิ้วได้อย่างน่าเชื่อถือ
ไอบีเอ็มยังได้พัฒนากลุ่มเทคโนโลยีกลไกเซอร์โวแบบใหม่สำหรับระบบอีกด้วย ชุดเทคโนโลยีนี้จะวัดตำแหน่งของหัวเทปบนเทป แล้วปรับตำแหน่งนั้นเพื่อให้ข้อมูลถูกเขียนในตำแหน่งที่ถูกต้อง ทรานสดิวเซอร์จะสแกนตรงกลางแทร็กระหว่างการทำงานอ่าน-กลับ โดยรวมแล้วเทคโนโลยีเซอร์โวใหม่เหล่านี้ทำให้การวางตำแหน่งส่วนหัวเป็นไปได้ด้วยความแม่นยำเป็นสถิติโลกที่ 3.2 นาโนเมตร ในขณะที่เทปจะถูกสตรีมบนหัวอ่านด้วยความเร็วประมาณ 15 กม./ชม.
Alberto Paceหัวหน้าฝ่ายจัดเก็บข้อมูลของ European Organisation for Nuclear Research (CERN) กล่าวถึงการพัฒนาในบริบท: “เมื่อ 20 ปีที่แล้ว ข้อมูลทั้งหมดที่ผลิตโดย Large Electron-Positron collider (LEP) แบบเก่าต้องถูกเก็บไว้ในนั้น ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ ทุกวันนี้ ข้อมูลทั้งหมดจาก LEP แบบเก่ามารวมไว้ในตู้ในสำนักงานของฉัน ฉันคาดหวังว่าในเวลาน้อยกว่า 20 ปี เราจะได้รับข้อมูลทั้งหมดจาก Large Hadron Collider ซึ่งขณะนี้อยู่ในศูนย์ข้อมูลปัจจุบันของเรา ซึ่งติดตั้งอยู่ในตู้ขนาดเล็กในสำนักงานของฉัน”
ครั้งแรกในเอกสารไวท์เปเปอร์ปี 1965 โดย Ivan Sutherland ในหัวข้อ“The Ultimate Display ” ความเป็นจริงเสริม (AR) นั้นอยู่เหนือความสามารถทางเทคนิคของเราเป็นเวลา 50 ปี สิ่งที่เปลี่ยนไปเมื่อสมาร์ทโฟนเริ่มจัดหาเซ็นเซอร์ราคาถูก โปรเซสเซอร์ที่ทรงพลัง และ เครือข่ายแบนด์วิดธ์สูง – trifecta ที่จำเป็นสำหรับ AR เพื่อสร้างภาพลวงตาเชิงพื้นที่ ในบรรดาเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ในปัจจุบัน AR มีความโดดเด่นในด้านความต้องการโดยเฉพาะสำหรับพลังในการคำนวณสำหรับข้อมูลที่สัมผัสได้และฉันขอโต้แย้งเพื่อให้ความสนใจกับอันตรายที่เกิดขึ้น .
อุปกรณ์ AR ต่างจากอุปกรณ์เสมือนจริง (VR) ซึ่งสร้างประสบการณ์การสังเคราะห์อย่างสมบูรณ์สำหรับผู้ใช้ อุปกรณ์ AR ช่วยเพิ่มการรับรู้ของผู้ใช้ต่อสภาพแวดล้อมของเธอ ในการทำเช่นนั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบ AR จำเป็นต้องรู้ว่าผู้ใช้อยู่ในพื้นที่ใด ระบบ VR เดิมใช้ระบบที่มีราคาแพงและเปราะบางในการติดตามการเคลื่อนไหวของผู้ใช้จากภายนอกภายใน ซึ่งมักจะต้องติดตั้งเซ็นเซอร์ภายนอกในห้อง แต่ VR รุ่นใหม่ทำได้สำเร็จด้วยชุดเทคนิคที่เรียกว่าการโลคัลไลเซชันและการทำแผนที่พร้อมกัน(สแลม). ระบบเหล่านี้เก็บรวบรวมข้อมูลจากการสังเกตการณ์จำนวนมาก ส่วนใหญ่มาจากกล้องที่ติดอยู่กับอุปกรณ์สวมศีรษะของผู้ใช้ แต่บางครั้งก็มาจากเซ็นเซอร์โซนาร์ ลิดาร์ ไลท์ที่มีโครงสร้าง และเซ็นเซอร์เวลาบินด้วย โดยใช้การวัดเหล่านี้เพื่ออัปเดตโมเดลของผู้ใช้ที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง สภาพแวดล้อมเชิงพื้นที่
เพื่อความปลอดภัย ระบบ VR จะต้องถูกจำกัดไว้ในพื้นที่จำกัด เกรงว่าจะมีผู้ที่ตาบอดโดยแว่นตา VR ล้มลงบันได AR ไม่ได้ปิดบังโลกแห่งความเป็นจริง ดังนั้นผู้คนจึงสามารถใช้งานได้ทุกที่ นั่นเป็นสิ่งสำคัญเพราะจุดประสงค์ของ AR คือการเพิ่มภาพลวงตาทางดิจิทัลที่เป็นประโยชน์ (หรืออาจเป็นแค่ความบันเทิง) ให้กับการรับรู้ของผู้ใช้ แต่ AR มีแง่มุมที่สองที่ไม่ค่อยชื่นชม: มันยังทำหน้าที่เป็นระบบเฝ้าระวังมือถือที่มีความซับซ้อน