อุณหภูมิต่ำสุดยังหมุดทั่วไปที่หล่นลงบนโต๊ะจากความ สล็อตเว็บตรง สูงหนึ่งในแปดนิ้วจะสร้างพลังงานได้ประมาณ 10 เอิร์ก ซึ่งเห็นได้ชัดว่ามีปริมาณเล็กน้อย 10 ergs นั้นทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น และแม้แต่ปริมาณเล็กน้อยก็ “มากเกินไป” ที่จะได้รับอนุญาตในการทดลองในระหว่างที่ Dr. Arthur Spohr จากห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือถึงอุณหภูมิต่ำสุดที่ยังคงทำได้ – ภายในน้อยกว่าหนึ่งในล้านขององศา ศูนย์สัมบูรณ์ — ข่าววิทยาศาสตร์ , 8 กรกฎาคม 2510.
วันนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างเมฆของอะตอมได้ที่อุณหภูมิต่ำถึง 50 ล้านล้านขององศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ ( SN: 5/16/15, p. 4 ) ปลายปีนี้หรือต้นปีหน้า NASA จะเปิดตัวCold Atom Laboratoryที่สถานีอวกาศนานาชาติ เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาอะตอมที่เย็นจัดเป็นพิเศษได้สูงถึง 100 ล้านล้านองศาหรือน้อยกว่า ในวงโคจร แรงโน้มถ่วงจะไม่ลากอะตอมลง ดังนั้นเมฆจึงสามารถคงสภาพไว้สำหรับการสังเกตการณ์ของนักวิทยาศาสตร์ได้นานถึง 10 วินาที ซึ่งยาวนานกว่าที่โลกจะทำได้
คอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังจะเป็นจริง
เมื่อเครื่องจักรที่ใช้ qubit เครื่องแรกออนไลน์ นักวิทยาศาสตร์จินตนาการถึงความเป็นไปได้แม้ว่าคำว่า “คอมพิวเตอร์ควอนตัม” อาจแนะนำอุปกรณ์ขนาดเล็กที่เพรียวบาง แต่รูปแบบใหม่ล่าสุดนั้นห่างไกลจากทุกสิ่งที่มีอยู่ใน Apple Store ในห้องทดลองซึ่งอยู่ห่างจากนิวยอร์กซิตี้ไปทางเหนือ 60 กิโลเมตร นักวิทยาศาสตร์กำลังใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นเยาว์ผ่านฝีเท้า และชุดอุปกรณ์ทั้งหมดดูเหมือนบางอย่างที่อาจพบได้ในมุมมืดของห้องใต้ดิน ระบบทำความเย็นที่ห่อหุ้มคอมพิวเตอร์นั้นมีขนาดและรูปร่างเท่ากับเครื่องทำน้ำอุ่นในครัวเรือน
ข้างใต้ภายนอกที่ดูเทอะทะคือหัวใจของคอมพิวเตอร์ โปรเซสเซอร์ควอนตัม ซึ่งเป็นชิปขนาดเล็กที่ออกแบบอย่างประณีตโดยแต่ละด้านมีขนาดประมาณหนึ่งเซนติเมตร คอมพิวเตอร์ซึ่งทำโดย IBM และตั้งอยู่ที่ศูนย์วิจัย Thomas J. Watson ของบริษัทใน Yorktown Heights รัฐนิวยอร์ก โดยแช่เย็นจนถึงอุณหภูมิที่ศูนย์สัมบูรณ์ ซึ่งประกอบไปด้วย 16 ควอนตัมบิตหรือ qubitsซึ่งเพียงพอสำหรับการคำนวณอย่างง่ายเท่านั้น
หากคอมพิวเตอร์เครื่องนี้สามารถปรับขนาดได้ คอมพิวเตอร์เครื่องนี้สามารถก้าวข้ามขีดจำกัดของการคำนวณในปัจจุบันได้ คอมพิวเตอร์ที่มีพื้นฐานมาจากฟิสิกส์ของซุปเปอร์สมอลล์สามารถไขปริศนาที่คอมพิวเตอร์เครื่องอื่นทำไม่ได้ อย่างน้อยก็ในทางทฤษฎี เพราะเอนทิตีควอนตัมมีพฤติกรรมไม่เหมือนกับสิ่งใดในขอบเขตที่ใหญ่กว่า
คอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่ได้ทำให้คอมพิวเตอร์มาตรฐานต้องอับอาย คอมพิวเตอร์ที่ล้ำหน้าที่สุดกำลังทำงานด้วย qubits น้อยกว่าสองโหล แต่ทีมจากภาคอุตสาหกรรมและภาคการศึกษากำลังทำงานเพื่อขยายคอมพิวเตอร์ควอนตัมเวอร์ชันของตนเองเป็น 50 หรือ 100 คิวบิต ซึ่งเพียงพอสำหรับการคำนวณบางอย่างที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงอิทธิพลที่สุดทำไม่ได้
การแข่งขันกำลังจะมาถึงหลักชัยนั้น ซึ่งเรียกว่า “อำนาจสูงสุดของควอนตัม” นักฟิสิกส์ควอนตัม David Schuster จากมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่านักวิทยาศาสตร์ควรบรรลุเป้าหมายนี้ภายในสองสามปี “ไม่มีเหตุผลที่ฉันเห็นว่ามันจะไม่ทำงาน”
แต่อำนาจสูงสุดเป็นเพียงก้าวแรก เครื่องหมายเชิงสัญลักษณ์คล้ายกับการปักเสาธงลงบนพื้นของภูมิประเทศที่ยังไม่ได้สำรวจ งานแรกที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีอำนาจเหนือกว่าจะเป็นปัญหาที่ประดิษฐ์ขึ้นให้ยากสำหรับคอมพิวเตอร์มาตรฐาน แต่ง่ายสำหรับควอนตัมหนึ่ง ในที่สุด ความหวังก็คือ คอมพิวเตอร์จะกลายเป็นเครื่องมือล้ำค่าของนักวิทยาศาสตร์และภาคธุรกิจ
ความคิดที่ได้รับความสนใจ
ปัญหาที่เป็นประโยชน์แรกๆ ที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจัดการได้คือการจำลองโมเลกุลขนาดเล็กหรือปฏิกิริยาเคมี จากจุดนั้น คอมพิวเตอร์สามารถเร่งความเร็วการค้นหายาใหม่ หรือเริ่มต้นการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประหยัดพลังงานเพื่อเร่งปฏิกิริยาเคมี ในการหาวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับงานเฉพาะ คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถค้นหาความเป็นไปได้นับล้านเพื่อระบุตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น โพลีเมอร์ที่แข็งแรงมากสำหรับใช้ในปีกเครื่องบิน ผู้โฆษณาสามารถใช้อัลกอริธึมควอนตัมเพื่อปรับปรุงคำแนะนำผลิตภัณฑ์ของตนได้ — โฆษณาสำหรับโทรศัพท์มือถือเครื่องใหม่นั้นเมื่อคุณใกล้จะซื้อ
คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถส่งเสริมการเรียนรู้ของเครื่องได้เช่นกัน ทำให้สามารถจดจำลายมือได้เกือบสมบูรณ์แบบ หรือช่วยให้รถยนต์ที่ขับด้วยตนเองประเมินปริมาณข้อมูลที่หลั่งไหลมาจากเซ็นเซอร์เพื่อหลบเลี่ยงเด็กที่กำลังวิ่งไปตามถนน และนักวิทยาศาสตร์อาจใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อสำรวจโลกที่แปลกใหม่ของฟิสิกส์ เช่น จำลองสิ่งที่อาจเกิดขึ้นลึกลงไปในหลุมดำ เป็นต้น
แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะเข้าถึงศักยภาพที่แท้จริงไม่ได้ ซึ่งต้องใช้พลังของ qubits หลายล้านตัว เป็นเวลานานกว่าทศวรรษ สิ่งที่เป็นไปได้สำหรับอนาคตระยะยาวของคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังคงอยู่ในอากาศ
แนวความคิดนี้คล้ายคลึงกับวิสัยทัศน์ที่ไม่เป็นระเบียบซึ่งล้อมรอบการพัฒนาคอมพิวเตอร์มาตรฐาน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ควอนตัมเรียกว่าคอมพิวเตอร์ “คลาสสิก” ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เมื่อพวกเขาเริ่มปรับแต่งคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถเข้าใจการใช้งานทั้งหมดได้ในท้ายที่สุด พวกเขาเพิ่งรู้ว่าเครื่องจักรมีพลังมหาศาล จากคำสัญญาแรกเริ่มนั้น คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกได้กลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในวิทยาศาสตร์และธุรกิจ ซึ่งมีอำนาจเหนือชีวิตประจำวัน โดยที่สมาร์ทโฟนแบบใช้มือถือกลายเป็นเพื่อนกันตลอดเวลา ( SN: 4/1/17, p. 18 ) สล็อตเว็บตรง / ต้นไม้มงคล
