การพัฒนาฮาร์ดแวร์ควอนตัม
ฮาร์ดแวร์ควอนตัมกำลังพัฒนาไปจากการพิสูจน์แนวคิดสู่การสร้างระบบที่ใช้งานได้จริง แต่ ปัญหาด้านวิศวกรรม ยังทำให้ระบบขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพยังห่างไกลออกไปหลายทศวรรษ
การวิเคราะห์แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ควอนตัม
เทคโนโลยีควอนตัมได้เข้าสู่ระยะพัฒนาที่สำคัญ ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับยุคแรกของทรานซิสเตอร์ ตามการวิเคราะห์ร่วมจากนักวิจัยจากหลายสถาบัน นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชิคาโก, MIT, สแตนฟอร์ด, มหาวิทยาลัยอินส์บรุค และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟท์ ได้ประเมิน แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ควอนตัมชั้นนำหกแพลตฟอร์ม ในงานวิจัยนี้ รวมถึง:
- ควอนตัมบิตที่เป็นซุปเปอร์คอนดักเตอร์
- ไอออนที่ถูกดักจับ
- อะตอมที่เป็นกลาง
- ข้อบกพร่องของสปิน
- จุดควอนตัมเซมิคอนดักเตอร์
- ควอนตัมบิตฟอโตนิก
ความก้าวหน้าและความท้าทาย
การตรวจสอบได้บันทึกความก้าวหน้าจากการทดลองพิสูจน์แนวคิดไปสู่ระบบในระยะเริ่มต้นที่มี แอปพลิเคชันที่มีศักยภาพ ในด้านการคอมพิวเตอร์, การสื่อสาร, การตรวจจับ และการจำลอง
ตามที่นักวิจัยกล่าวไว้ แอปพลิเคชันขนาดใหญ่ เช่น การจำลองเคมีควอนตัมที่ซับซ้อน ต้องการควอนตัมบิตทางกายภาพหลายล้านตัวและอัตราความผิดพลาดที่สูงกว่าความสามารถในปัจจุบัน
นักวิทยาศาสตร์ระบุในรายงานว่า ความท้าทายด้านวิศวกรรม ที่สำคัญรวมถึง:
- วิทยาศาสตร์วัสดุ
- การผลิตสำหรับอุปกรณ์ที่สามารถผลิตได้ในปริมาณมาก
- การเดินสายและการส่งสัญญาณ
- การจัดการอุณหภูมิ
- การควบคุมระบบอัตโนมัติ
การเปรียบเทียบกับยุคคอมพิวเตอร์
นักวิจัยได้วาดภาพเปรียบเทียบกับปัญหา “อำนาจของตัวเลข” ในยุค 1960 ที่เผชิญในคอมพิวเตอร์ยุคแรก โดยเน้นความจำเป็นในการออกแบบวิศวกรรมที่ประสานกันและกลยุทธ์การออกแบบในระดับระบบ
ระดับความพร้อมของเทคโนโลยี
ระดับความพร้อมของเทคโนโลยีแตกต่างกันไปในแต่ละแพลตฟอร์ม โดย:
- ควอนตัมบิตที่เป็นซุปเปอร์คอนดักเตอร์แสดงถึงความพร้อมสูงสุดสำหรับการคอมพิวเตอร์
- อะตอมที่เป็นกลางสำหรับการจำลอง
- ควอนตัมบิตฟอโตนิกสำหรับการเชื่อมต่อ
- ข้อบกพร่องของสปินสำหรับการตรวจจับ
การวิเคราะห์พบว่าระดับความพร้อมในปัจจุบันบ่งชี้ถึงการสาธิตในระดับระบบในระยะเริ่มต้นมากกว่าที่จะเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาเต็มที่
อนาคตของฮาร์ดแวร์ควอนตัม
นักวิจัยกล่าวว่า ความก้าวหน้า จะสะท้อนเส้นทางประวัติศาสตร์ของอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิก โดยต้องใช้เวลาหลายทศวรรษของนวัตกรรมที่ค่อยเป็นค่อยไปและความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่แบ่งปันกันก่อนที่ระบบที่ใช้งานได้จริงในระดับสาธารณูปโภคจะกลายเป็นไปได้
