การอ้างสิทธิ์การประมวลผลควอนตัมของ D-Wave ถูกโต้แย้งอีกครั้ง

การอ้างสิทธิ์การประมวลผลควอนตัมของ D-Wave ถูกโต้แย้งอีกครั้ง

jumbo jili

หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่หนักแน่นที่สุดสำหรับการอ้างว่าD-Waveได้สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเชิงพาณิชย์นั้นอ่อนแอลง เอกสารฉบับใหม่พบว่าการคำนวณแบบคลาสสิกสามารถอธิบายรูปแบบประสิทธิภาพของเครื่อง D-Wave ได้เช่นเดียวกับการคำนวณแบบควอนตัม ซึ่งเป็นผลที่บ่อนทำลายการสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการอ้างสิทธิ์ของ D-Wave จากการศึกษาก่อนหน้านี้

สล็อต

การคำนวณด้วยควอนตัมมีความเป็นไปได้ที่จะทำการคำนวณหลายอย่างพร้อมกันโดยใช้ควอนตัมบิตที่สามารถมีอยู่ได้ทั้งแบบ 1 และ 0 ในเวลาเดียวกัน ซึ่งต่างจากบิตการคำนวณแบบคลาสสิกที่มีอยู่เพียง 1 หรือ 0 เท่านั้น สามารถทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีประสิทธิภาพเหนือกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกในการแก้ปัญหาที่ท้าทายซึ่งจะนำฮาร์ดแวร์ของวันนี้ไปแก้ไขตลอดไป แต่การเรียกร้องคอมพิวเตอร์ควอนตัม D-คลื่นยังคงขัดแย้งในชุมชนวิทยาศาสตร์แม้ในขณะที่ บริษัท ที่แคนาดาได้ดึงดูดลูกค้ารายละเอียดสูงเช่น Lockheed Martin และGoogle (ดู ภาพรวม ของIEEE Spectrumเกี่ยวกับหลักฐานสำหรับและต่อต้านเครื่องของ D-Wave จากฉบับเดือนธันวาคม 2013)
นักวิจัยอิสระจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ได้ตรวจสอบคำกล่าวอ้างของบริษัทแคนาดาว่าได้สร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมในขนาดที่ใหญ่กว่าสิ่งใดๆ ที่เห็นในห้องปฏิบัติการทางวิชาการ แทนที่จะสร้างเครื่องจักรตามรูปแบบการคำนวณแบบลอจิกเกตแบบดั้งเดิม D-Wave ได้สร้างเครื่อง512-qubitที่คาดว่าจะทำการหลอมด้วยควอนตัม ซึ่งเป็นวิธีการสำหรับแก้ไขปัญหาการปรับให้เหมาะสม โซลูชันการปรับให้เหมาะสมที่ดีที่สุดแสดงถึง “หุบเขา” ที่ต่ำที่สุดของภูมิทัศน์ปัญหาที่คล้ายกับยอดเขาและหุบเขา
กุญแจสำคัญประการหนึ่งในการทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้งานได้จริงนั้นเกี่ยวข้องกับการควบคุมปรากฏการณ์ฟิสิกส์ควอนตัมของการพัวพัน—คิวบิตที่แยกจากกันซึ่งมีสถานะควอนตัมเดียวกัน—เพื่อให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถขยายขนาดได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อจัดการกับความท้าทายที่ซับซ้อนมากขึ้น กระดาษก่อนหน้านี้ ใช้แบบจำลองเพื่อแนะนำ D-คลื่นรูปแบบประสิทธิภาพของเครื่องได้แสดงหลักฐานขนาดใหญ่ควอนตัมพัวพันในกว่าหนึ่งร้อย qubits แต่กระดาษใหม่ที่ตีพิมพ์บน เซิร์ฟเวอร์ preprint arXiv มาด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่สามารถอธิบายรูปแบบเดียวกันก่อนประกอบกับการอบควอนตัมตามบล็อกฟิสิกส์ arXiv
เอกสารฉบับใหม่ได้รับการตอบสนองที่สำคัญจาก Geordie Rose ผู้ก่อตั้งและประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของ D-Wave ซึ่งเขาแนะนำว่าแบบจำลองคลาสสิกของกระดาษใหม่ไม่เหมาะกับการทดลองอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของเครื่อง D-Wave แต่Scott Aaronsonนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีที่ MIT และนักวิจารณ์ D-Wave กล่าวว่าการบังคับใช้แบบจำลองคลาสสิกในกรณีนี้ยังคงบ่อนทำลายหลักฐานที่ใหญ่ที่สุดสำหรับเครื่อง D-Wave ที่มีการพัวพันขนาดใหญ่ เขาพูดเมื่อเร็ว ๆ นี้กับ Matthias Troyer นักฟิสิกส์เชิงคำนวณที่ ETH Zurich และผู้เขียนนำของบทความก่อนหน้า (Boixo et al.) เกี่ยวกับวิธีที่งานวิจัยใหม่ (Shin et al.) เปลี่ยนความคิดของ Troyer
“ที่สำคัญที่สุดคือ Matthias Troyer หนึ่งในผู้เขียนหลักของหนังสือพิมพ์ Boixo et al. และใครบางคนที่ฉันไว้ใจว่าเป็นผู้มีอำนาจที่เท่าเทียมกันมากที่สุดในธุรกิจทั้งหมดนี้ บอกฉันว่ากระดาษ Shin et al. ทำให้เขาต้องเปลี่ยนมุมมอง : เขาไม่รู้ว่ารูปแบบสหสัมพันธ์สามารถทำซ้ำในรูปแบบที่สมเหตุสมผลโดยไม่ต้องพัวพันได้หรือไม่ และตอนนี้เขารู้ว่ามันเป็นไปได้”
เมื่อIEEE Spectrumพูดกับ Aaronson เมื่อปีที่แล้ว เขายินดีที่จะยอมรับว่าเครื่องของ D-Wave อาจทำควอนตัมพัวพันแม้ว่าเขาจะสงสัยในความพยายามของ D-Wave ก็ตาม แม้กระทั่งตอนนี้ เขาตั้งข้อสังเกตว่ายังคงมีหลักฐานสำหรับเครื่องจักรของ D-Wave ที่ทำการพัวพันขนาดเล็ก แต่เขาเสริมว่าหลักฐานจากปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่า D-Wave ยังไม่ได้แสดงให้เห็นถึงการเร่งความเร็วเหนือการประมวลผลแบบคลาสสิก นั่นคือ D-Wave ไม่ได้พิสูจน์ว่าเครื่องของตนสามารถทำงานได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกในปัญหาที่ท้าทายมากขึ้น
การขาดหลักฐานสำหรับการเร่งความเร็วดังกล่าวไม่ได้หยุด Google จากการทดสอบเครื่อง D-Wave ที่เพิ่งซื้อมาเมื่อเร็ว ๆ นี้อย่างกระตือรือร้น แต่ก็หมายความว่า D-Wave ยังคงมีวิธีที่จะไปก่อนที่จะสามารถแสดงให้เห็นว่าการคำนวณควอนตัมมาถึงแล้วอย่างแท้จริง ในการ สัมภาษณ์IEEE Spectrumครั้งก่อน Troyer ชี้ให้เห็นว่านักวิจัยอิสระได้เข้าถึงเครื่อง D-Wave ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้อย่างไร ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ทำให้พวกเขาเริ่มทดสอบข้อดีทางวิทยาศาสตร์ของเครื่องจักรได้ ผลของการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ดังกล่าวจนถึงขณะนี้ยังไม่สนับสนุนคำกล่าวอ้างของ D-Wave ส่วนใหญ่
Wohlers Associates ในอุตสาหกรรมการพิมพ์ 3D-ประจำปีรายงานช่วยให้ดูใกล้ชิดกับราคาขายเฉลี่ยของเครื่องเหล่านี้ วันนี้ Wohlers กล่าวว่าราคาของเครื่องพิมพ์ 3D ทั่วไปที่อาจผลิตชิ้นส่วนโพลีเมอร์หรือเซรามิกในระดับอุตสาหกรรมอยู่ที่ 94,250 เหรียญสหรัฐ ในขณะที่เขากล่าวว่าราคาขายเฉลี่ยของเครื่องพิมพ์ 3D โลหะขนาดอุตสาหกรรมปัจจุบันอยู่ที่ 407,880 เหรียญ
อย่างไรก็ตาม Jonah Myerberg หัวหน้าเจ้าหน้าที่เทคโนโลยีของDesktop Metalกล่าวว่าเทคโนโลยีการพิมพ์โลหะ 3 มิติที่ใหม่กว่านั้นอันที่จริงแล้วช่วยลดต้นทุน เพิ่มปริมาณงาน และรักษามาตรฐานที่มีความแม่นยำสูงเหมือนกันสำหรับหลายๆ บริษัทที่ลองใช้
ยกตัวอย่าง สมาร์ทโฟน Myerberg กล่าวว่าโทรศัพท์ 4G บางรุ่นทำจากอลูมิเนียม แต่การส่งสัญญาณที่ย่านความถี่สูงกว่าที่ใช้โดยโทรศัพท์ 5G หลายรุ่นจะทำงานได้โดยมีสัญญาณรบกวนจากตัวเครื่องโลหะของโทรศัพท์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ระดับการรบกวนที่ยอมรับได้อาจต่ำกว่าระดับที่อลูมิเนียมสามารถให้ได้

สล็อตออนไลน์

บริษัทโทรศัพท์กำลังพิจารณาเปลี่ยนมาใช้เหล็กกล้าไร้สนิมแทน Myerberg กล่าว เนื่องจากแข็งแรงกว่าอะลูมิเนียมจึงใช้น้อยลง และนั่นหมายถึงการรบกวนน้อยลงและมีพื้นที่สำหรับแบตเตอรี่มากขึ้น
แต่มีข้อผูกมัด “การเปลี่ยนวัสดุจากอะลูมิเนียมเป็นเหล็กกล้าใช้เวลานานกว่าเครื่องจักรถึง 10 เท่า” Myerberg กล่าว “เนื่องจากเหล็กนั้นแข็งแกร่งกว่าอะลูมิเนียมมาก จึงตัดได้ยาก”
ดังนั้น Desktop Metal จึงมีระบบการพิมพ์โลหะ 3 มิติ ซึ่งเขากล่าวว่าสามารถแข่งขันกับการผลิตแบบดั้งเดิมในสถานการณ์นี้ได้ ระบบการผลิตของบริษัทที่ตั้งอยู่ในเบอร์ลิงตัน รัฐแมสซาชูเซตส์ใช้ผงโลหะและเตาอบเพื่อหลอมโลหะที่พิมพ์ออกมา ระบบนี้มีสิ่งที่บริษัทเรียกว่าเครื่องพิมพ์ 3D โลหะที่เร็วที่สุดในโลก ที่ 12,000 ลูกบาศก์เซนติเมตรของงานพิมพ์ต่อชั่วโมง เร็วกว่าเทคนิคการพิมพ์โลหะ 3 มิติแบบเลเซอร์แบบเก่าถึง 100 เท่า
ระบบการผลิตพิมพ์สแตนเลส “นั่นเป็นเหตุผลหนึ่งที่เราเริ่มใช้สแตนเลสเป็นอันดับแรก” Myerberg กล่าว “ความต้องการจากตลาดสินค้าอิเล็คทรอนิคส์มีมากจน…สแตนเลสอยู่ด้านบนสุด”
ในทางกลับกัน อุตสาหกรรมอื่นๆ เพิ่งประสบความสำเร็จด้วยเทคนิคการพิมพ์โลหะ 3 มิติแบบใช้เลเซอร์แบบเก่า “ซีเมนส์กำลังทำงานที่น่าสนใจบางอย่างกับกังหันก๊าซบนพื้นดิน” Wohlers กล่าว ในการพิมพ์หัวเผากังหันด้วยเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติแบบเลเซอร์ที่ผลิตโดย EOS “พวกเขาได้รวม 13 ส่วนเป็นหนึ่งเดียว” เขากล่าว “ซึ่งหมายความว่าพวกเขาได้ขจัดรอยเชื่อมจำนวนมาก ลด [เวลาในการสร้าง] จาก 26 สัปดาห์เป็น 3 สัปดาห์ และน้ำหนักลดลง 22 เปอร์เซ็นต์”
ทั้ง BMW และ Ford เป็นนักลงทุนใน Desktop Metal “เราทำงานอย่างใกล้ชิดกับพวกเขา” Myerberg กล่าว แม้ว่าทั้งสองบริษัทจะไม่ได้ประกาศแผนใดๆ ที่จะใช้การพิมพ์โลหะ 3 มิติในสายการผลิตรถยนต์ของตน อย่างไรก็ตาม บริษัทเครื่องมือก็มี
Milwaukee Toolสร้างดอกสว่านแบบพิเศษที่จะพิมพ์แบบ 3 มิติบนระบบการผลิตแบบตั้งโต๊ะ ก่อนหน้านี้ Milwaukee Tool ต้องใช้ 20 ขั้นตอนในการทำดอกสว่านนี้ การพิมพ์โลหะ 3D ลดลงเหลือสี่
“ฉันไม่คิดว่าการพิมพ์ 3 มิติจะชดเชยการผลิตแบบเดิมอย่างที่เราทุกคนคิด มันจะเข้ามาแทนที่ ควบคู่ไปกับกระบวนการผลิตอื่นๆ เหล่านี้” Myerberg กล่าว “แต่ฉันคิดว่าการรับเลี้ยงบุตรบุญธรรมประเภทนั้นจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว”
น่าจะเป็นการกระทำที่เชี่ยวชาญและลึกลับที่สุดของการคำนวณทางเคมีคือเมื่อเซลล์เดียวใช้ DNA เพื่อแบ่ง คูณ และเชี่ยวชาญในการผลิตสิ่งมีชีวิตที่พัฒนาเต็มที่ ในการวิจัยรายงานในสัปดาห์นี้ที่Natureนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ได้ใช้ขั้นตอนเล็กๆ แต่มีความสำคัญในการควบคุมศักยภาพของการคำนวณทางเคมีโดยการสร้างคอมพิวเตอร์ DNA ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ในวงกว้างขึ้นเครื่องแรก

jumboslot

ระบบดำเนินการโปรแกรม 6 บิตที่หลากหลายโดยใช้ชุดคำสั่งที่เขียนด้วย DNA นักวิจัยใช้มันเพื่อทำการทดสอบ 21 โปรแกรม แม้ว่าระบบจะมีความสามารถอีกมากมาย แผนงานคอมพิวเตอร์ดีเอ็นเอก่อนหน้านี้เป็นระบบที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ โดยสามารถแก้ปัญหาได้เพียงปัญหาเดียวที่ออกแบบไว้เท่านั้น
ระบบใหม่ซึ่งทำเพียง DNA และเกลือน้ำไม่น่าจะพบกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีของตัวเอง แต่เป็นขั้นตอนสู่การพัฒนาสสารที่ตั้งโปรแกรมได้เอง โดยที่ซอฟต์แวร์เคมีจะกำหนดทิศทางการสร้างวัสดุโดยอัตโนมัติด้วยคุณสมบัติซับซ้อนระดับนาโนเมตรที่ตั้งโปรแกรมได้ ผู้สร้างที่ได้รับการ“พยายามที่จะเข้าใจวิธีการฝังพฤติกรรมการคำนวณภายในเคมีในการควบคุมการสั่งซื้อสิ่งเคมีไม่” อธิบายเอริควินฟรีศาสตราจารย์วิทยาการคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมชีวภาพที่นำการวิจัยซึ่งเป็น ส่วนใหญ่ดำเนินการที่คาลเทค
ดีเอ็นเอสร้างโครงสร้างคล้ายบันไดที่ประกอบด้วยเส้นยาวสองเส้น แต่ละเกลียวเป็นลำดับของสารเคมีสี่ชนิด คอมพิวเตอร์ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่า DNA สายเดี่ยวจะพยายามจับคู่กับสายอื่นที่มีลำดับของสารเคมีประกอบกัน ทีมงานของ Caltech ได้ออกแบบลำดับดีเอ็นเอของพวกเขาให้ทำหน้าที่เหมือนประตูลอจิกบูลีนแบบ 2-input/2-output ประตูเหล่านี้ห้าประตูเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างเลเยอร์ที่ดำเนินการคำนวณที่ต้องการด้วย 6 อินพุตและ 6 เอาต์พุต แต่ชั้นเดียวเท่านั้นไม่สามารถคำนวณได้ ในทางกลับกัน ชุดของเลเยอร์ที่เหมือนกันตามหน้าที่ซึ่งมีเอาต์พุตหนึ่งเชื่อมต่อกับอินพุตของอีกเลเยอร์หนึ่ง ให้ดำเนินการคำนวณซ้ำๆ จนกว่าจะมาบรรจบกันกับคำตอบ กล่าวอีกนัยหนึ่ง อัลกอริธึมดำเนินไปเป็นชั้นหลังจากเชื่อมโยงชั้น
Winfree และทีมของเขาคิดเกี่ยวกับวงจรเหล่านี้ในแบบนามธรรมว่าเป็นแผ่นสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีอุปกรณ์ติดตั้งอยู่ด้านข้าง ซึ่งจะทำให้พวกเขาสามารถเชื่อมโยงไปยังแผ่นกระเบื้องที่มีอุปกรณ์ต่อพ่วงเสริมได้ ราวกับว่าแผ่นกระเบื้องเป็นชิ้นส่วนปริศนา ชุดคำสั่งที่สมบูรณ์ของคอมพิวเตอร์ประกอบด้วยไทล์ที่แตกต่างกัน 355 ประเภท ในความเป็นจริง แต่ละไทล์ถูกสร้างขึ้นจาก DNA สายเดี่ยวสี่สายแทนที่จะเป็นสายเดียว ดังนั้นจึงเพิ่มความซ้ำซ้อนเพียงพอที่จะเอาชนะข้อผิดพลาดมากมาย
เพื่อให้การคำนวณก้าวหน้าอย่างมีระเบียบ—โดยพื้นฐานแล้วการเติบโตของคริสตัลที่คำนวณได้—นักวิจัยต้องการบางสิ่งที่จะทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นและโครงสร้างที่ดีเอ็นเอสามารถประกอบเข้าด้วยกันได้ “เราต้องการให้ DNA ติดกันเพื่อสร้างวงจร ไม่ใช่ [ติดกัน] แบบสุ่มในการแก้ปัญหา” Damien Woodsผู้ซึ่งทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ DNA และตอนนี้อยู่ที่ Maynooth University ในไอร์แลนด์กล่าว
คำตอบคือ DNA มากกว่านั้นDavid Dotyผู้ซึ่งทำงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ด้วยและตอนนี้อยู่ที่University of California Davisอธิบาย DNA นี้ใช้เทคโนโลยีวัสดุที่เรียกว่า DNA origami และได้รับการออกแบบให้พับตัวเองเป็นท่อนาโนขนาดกว้าง 20 นาโนเมตรที่มีความยาว 150 นาโนเมตร ส่วนประกอบของท่อนาโนทำหน้าที่เป็นเมล็ดพืชที่ผลึกคำนวณสามารถประกอบได้ คล้ายกับที่ลูกอมหินตกผลึกที่ปลายสายเคลือบน้ำตาล

slot

การรันโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์ DNA 6 บิตเครื่องนี้เริ่มต้นด้วยคอมไพเลอร์ที่สร้างขึ้นเอง “มีความคิดและวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่เข้ามาในคอมไพเลอร์” วูดส์กล่าว ช่วยให้นักวิจัยสามารถเขียนอัลกอริธึมซอฟต์แวร์อะไรก็ได้ที่พวกเขาต้องการและแปลอัลกอริธึมนั้นผ่านระดับต่างๆ ของนามธรรม: ลอจิกไปยังไทล์, ไทล์ไปยังไทล์ย่อยแก้ไขข้อผิดพลาด, ไทล์ย่อยไปยังลำดับ DNA และอื่นๆ ในที่สุด มันสร้างสิ่งที่เป็นสูตรพื้นฐานของลำดับดีเอ็นเอที่จะเพิ่ม เมื่อใดควรเพิ่ม และอุณหภูมิเท่าใด ใช้เวลาประมาณหนึ่งหรือสองชั่วโมงเพื่อให้ DNA origami nanotube เติบโตและอีกวันหรือมากกว่านั้นการคำนวณจะเสร็จสมบูรณ์ (ความเร็วไม่เคยสำคัญ Winfree บันทึก)

This entry was posted in Slot and tagged , , , , . Bookmark the permalink.