จนถึงวันนี้ แนวทางการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมส่วนใหญ่พยายามอัดคิวบิตจำนวนมากไว้ในเครื่องเดียว แต่ปัญหาความเปราะบางและสัญญาณรบกวนทำให้การสเกลเป็นเรื่องยาก การเชื่อมต่อโมดูลควอนตัมขนาดเล็กเข้าด้วยกันผ่านโฟตอนแทนที่จะเป็นการขยายเครื่องเดียว จึงเป็นหนทางที่นักวิทยาศาสตร์มองว่า “ยั่งยืนกว่า” — และการทดลองของออกซ์ฟอร์ดแสดงให้เห็นว่าหนทางนี้เป็นไปได้จริง
การทดลองสั้น ๆ — อะไรทำให้ได้ผล
ในการทดลอง ทีมนักวิจัยตั้งโมดูลควอนตัมสองชุดชื่อเล่นว่า “อลิซ” และ “บ็อบ” ห่างกันประมาณ 2 เมตร แต่ละโมดูลประกอบด้วยไอออนสองชนิด: สตรอนเชียม (⁸⁸Sr⁺) ทำหน้าที่เป็นคิวบิตเครือข่ายสำหรับส่งและรับโฟตอน และแคลเซียม (⁴³Ca⁺) ทำหน้าที่เป็นคิวบิตประมวลผล เมื่อต่างฝ่ายปล่อยโฟตอนออกมา โฟตอนจะมาพบกันที่เครื่องวิเคราะห์สถานะเบลล์ (Bell-state analyzer) ซึ่งทำให้เกิดการพัวพันเชิงควอนตัมระหว่างโมดูลทั้งสอง จากนั้นการดำเนินการควอนตัมที่เรียกว่า Controlled-Z (CZ) gate ถูก “เทเลพอร์ต” ข้ามไปยังคิวบิตประมวลผลของทั้งสองฝั่งโดยไม่ต้องมีสัญญาณคลาสสิกเชื่อมต่อโดยตรง
ตัวเลขที่น่าจับตามอง
การสร้างการพัวพันทำได้ด้วยความแม่นยำเกือบ 97% ขณะที่การเทเลพอร์ตเกตมี fidelity อยู่ที่ 86.2% — ตัวเลขที่บ่งชี้ว่าขั้นตอนนี้เชื่อถือได้ในระดับทดลอง และสำคัญยิ่งเมื่อทีมรันต่อเนื่องหลายรอบเพื่อนำไปใช้กับอัลกอริทึมอย่าง Grover’s search ซึ่งเป็นการทดสอบมาตรฐาน พวกเขารันการทดลองหลายร้อยครั้งและได้คำตอบถูกต้องประมาณ 71% — ไม่สมบูรณ์แบบ แต่เพียงพอที่จะแสดงว่าอัลกอริทึมควอนตัมสามารถทำงานข้ามโมดูลได้จริง
ความหมายเชิงเทคนิคและเชิงยุทธศาสตร์
ผลลัพธ์นี้ไม่เพียงเป็นบทพิสูจน์เชิงวิชาการ แต่เป็นก้าวสำคัญต่อแนวคิด Distributed Quantum Computing (DQC) — การเชื่อมต่อหน่วยประมวลผลควอนตัมขนาดเล็กผ่านโฟตอนเพื่อสร้างระบบที่ขยายได้ง่ายกว่าและทนต่อความผิดพลาดได้ดีกว่า แนวทางดังกล่าวยังเป็นรากฐานของ “อินเทอร์เน็ตควอนตัม” ที่สัญญาว่าจะมอบการสื่อสารที่มีความปลอดภัยสูงสุดและเปิดทางให้แอปพลิเคชันใหม่ ๆ ทั้งในการแพทย์ วัสดุศาสตร์ และ AI
ขอบเขตและข้อจำกัดที่ต้องเฝ้าดู
แม้จะน่าตื่นเต้น แต่ยังมีทางอีกยาว: ระยะทางทดลองยังสั้น (เมตรไม่กี่เมตร) ระบบต้องทนต่อเสียงรบกวน บรรยากาศจริงและการสเกลสู่ระยะไกลต้องการเทคโนโลยีเช่น quantum repeaters และโครงสร้างพื้นฐานที่ยังอยู่ในขั้นวิจัย นอกจากนี้ fidelity และอัตราความสำเร็จยังต้องปรับปรุงเพื่อรองรับการใช้งานเชิงพาณิชย์
Oxford กับจุดเริ่มต้นของยุคใหม่
การส่งการคำนวณควอนตัมข้ามเครื่องของออกซ์ฟอร์ดคือสัญญาณว่าแนวคิดคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบกระจายและอินเทอร์เน็ตควอนตัมไม่ใช่เพียงแฟนตาซีทางวิทยาศาสตร์ แต่กำลังกลายเป็นโปรเจกต์วิจัยที่จับต้องได้ ความสำเร็จครั้งนี้เป็นทั้งชัยชนะเชิงปฏิบัติและสัญลักษณ์ที่บอกว่าอนาคตของการประมวลผลและการสื่อสารอาจจะเปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิงภายในทศวรรษหน้า
tags : thebrighterside
