นักวิจัยที่ทำงานร่วมกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของ Nvidia อ้างว่ามีความคืบหน้าในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีฟังก์ชันการทำงานครบถ้วน และจะนำมาใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ โดยอาศัยการจำลองซูเปอร์คอมพิวเตอร์โดยใช้หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU)
แม้ว่าความก้าวหน้าในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประโยชน์จะดำเนินไปอย่างต่อเนื่องมานานหลายทศวรรษ แต่บรรดานักฟิสิกส์ยังคงมีความเห็นแตกต่างกันว่าจะต้องดำเนินการอย่างไร จึงจะสามารถสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สมบูรณ์แบบได้
ฟิสิกส์ควอนตัม
คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานแตกต่างจากคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก หรือคอมพิวเตอร์แบบที่เราใช้กันในทุกวันนี้ เช่น คอมพิวเตอร์ที่คุณกำลังอ่านบทความนี้อยู่ อาศัยสวิตช์ไบนารีในการคำนวณ แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ประโยชน์จากธรรมชาติของฟิสิกส์ผ่านการใช้คิวบิตในการคำนวณที่ซับซ้อนกว่าการใช้เลขฐาน 1 และ 0 เพียงอย่างเดียว
ขณะที่บริษัทด้านการวิจตัยเทคโนโลยีต่างๆ ค้นคว้ามากมายที่เกี่ยวกับวิธีการสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ และการพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งเป็นต้นทุนที่มีราคาแพงอย่างมาก โดยเน้นด้านวิศวกรรมแนวหน้าที่มุ่งเน้นการวิจัยเกี่ยวกับแนวคิดทางคณิตศาสตร์เชิงทฤษฎีและฟิสิกส์
อาจกล่าวได้ว่าแนวทางสองแนวทางที่พบได้บ่อยที่สุดในปัจจุบันคือ การจำลองควบคุมปริมาณด้วยควอนตัม และการสังเคราะห์ข้อมูลด้วยควอนตัม ซึ่งความแตกต่างระหว่างทั้งสองแนวทางนั้นชัดเจน รวมถึงศักยภาพของทั้งสองแนวทางด้วย
ขณะที่นักวิจัยที่ใช้ฮาร์ดแวร์ของ Nvidia ได้ทำการทดลองและวิจัยเพื่อพัฒนาระบบคำนวนด้วยควอนตัม โดยอาศัยประสบการณ์อันยาวนานของ Nvidia ในด้าน GPU ทั้งในภาคส่วนเกมและปัญญาประดิษฐ์ทำให้ Nvidia อยู่ในตำแหน่งที่ไม่เหมือนใครในการนำเทคโนโลยีมาใช้ในการวิจัยการประมวลผลด้วยควอนตัมผ่านการจำลองด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เทียบกับซูเปอร์คลัสเตอร์
ตามเอกสารการวิจัยที่เพิ่งตีพิมพ์ นักวิจัยได้ใช้ GPU หลายแสนตัวในคลัสเตอร์แยกกันหลายคลัสเตอร์ เพื่อจำลองพฤติกรรมของระบบแอนนีลลิ่งควอนตัม
โดยทั่วไปแล้ว การจำลองประเภทนี้จะดำเนินการบนซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีคลัสเตอร์ CPU หรือสถาปัตยกรรมที่คล้ายคลึงกัน แต่ GPU อันล้ำสมัยของ Nvidia มอบทางเลือกอันทรงพลังให้กับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ดังกล่าว
งานวิจัยนี้บรรยายว่าทีมงานใช้การจำลองควอนตัมที่ใช้ GPU เพื่อแก้ปัญหาโดดเด่นที่พบในระบบแอนนีลลิ่งอย่างไร โดยที่อนุภาคแม่เหล็กที่ใช้ในการคำนวณแบบควอนตัมจะ "เปลี่ยนพฤติกรรมของมันอย่างกะทันหัน"
ทีมงานสามารถเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมสนามแม่เหล็กผ่านการจำลองได้ เมื่อนำไปใช้จริงแล้ว เครื่องวิเคราะห์ควอนตัมแบบครบวงจรจะเข้าใกล้ตลาดมากขึ้นอีกขั้น
ระบบแอนนีลลิ่งควอนตัมเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมชนิดพิเศษที่ได้รับการพัฒนาเพื่อแก้ปัญหาเฉพาะเจาะจง ซึ่งแตกต่างจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้เกต ที่จะเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งไม่ได้รับการออกแบบให้ทำงานในงานทั่วไป
ระบบดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะได้รับการพัฒนาขึ้นในลักษณะเฉพาะเพื่อแก้ไขปัญหาที่ยังค้างอยู่ในการเพิ่มประสิทธิภาพ โดยอุตสาหกรรมที่มีแนวโน้มจะได้รับผลกระทบจากระบบด้วยควอนตัมมากที่สุด ได้แก่ การตรวจจับด้วยควอนตัม การขนส่ง การจัดส่งและโลจิสติกส์ พลังงาน การเงิน และบล็อคเชน
ในด้านการเงิน ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะช่วยเพิ่มความแม่นยำในด้านการพยากรณ์ การจัดการพอร์ตโฟลิโอ และการกระจายความเสี่ยงได้อย่างมาก