บิตคลาสสิกมีอยู่เป็น 0 หรือ 1 เช่นหัวหรือก้อยบนเหรียญ ดังนั้นคอมพิวเตอร์ห้าบิตจึงสามารถบันทึกชุดค่าผสม 0s และ 1s ได้ 32 ชุด แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีห้า qubits สามารถทำงานด้วยการเรียงสับเปลี่ยนทั้งหมด 32 ครั้งในคราวเดียวในขณะที่ความสนใจส่วนใหญ่ในการประชุมที่ดัลลัสมุ่งเน้นไปที่การค้นหาวิธีการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม การนำเสนอของชูมัคเกอร์ได้พิจารณาประเด็นพื้นฐานที่มากกว่า นั่นคือ คอมพิวเตอร์เข้ารหัสข้อมูลอย่างไร ดังที่ทราบกันดีว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลในรูปของบิต ซึ่งย่อมาจากเลขฐานสอง เลข 1 และ 0 ของเลขคณิตไบนารี แต่ถ้าคุณจะพูดเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัม บิตก็ไม่ใช่วิธีที่ถูกต้อง ชูมัคเกอร์โต้แย้ง คุณต้องการข้อมูลควอนตัม: qubits คำพูดของเขาในการประชุมที่ดัลลัสเป็นการนำเสนอทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกที่ใช้และกำหนดคำศัพท์
ชูมัคเกอร์ซึ่งตอนนั้นและตอนนี้อยู่ที่วิทยาลัยเคนยอนในแกมเบียร์ รัฐโอไฮโอ
ได้พูดคุยถึงปัญหาดังกล่าวเมื่อสองสามเดือนก่อนกับวิลเลียม วูตเตอร์ส วีลเลอร์ผู้เป็นลูกบุญธรรมอีกคนหนึ่ง “เราพูดติดตลกว่าบางทีสิ่งที่จำเป็นอาจเป็นการวัดข้อมูลแบบควอนตัม และเราจะวัดสิ่งต่าง ๆ เป็นหน่วย qubits” ชูมัคเกอร์บอกฉัน พวกเขาคิดว่ามันเป็นเรื่องตลกที่ดีและหัวเราะเกี่ยวกับเรื่องนี้ “แต่ยิ่งคิดก็ยิ่งคิดว่าเป็นความคิดที่ดี” เขากล่าว “กลายเป็นความคิดที่ดีมาก”
ในช่วงฤดูร้อนปี 1992 ชูมัคเกอร์ทำงานมากกว่าแค่ชื่อที่ฉลาด เขาพิสูจน์ทฤษฎีบทเกี่ยวกับวิธีการใช้ qubits เพื่อวัดปริมาณข้อมูลควอนตัมที่ส่งผ่านช่องทางการสื่อสาร โดยพื้นฐานแล้วควอนตัมบิตแสดงถึงข้อมูลที่มีอยู่ในการหมุนของอนุภาคควอนตัม อาจเป็น 0 หรือ 1 (หากทราบสถานะการหมุนของอนุภาคแล้ว) หรือค่าผสมของ 0 กับ 1 (หากยังไม่ได้วัดการหมุนของอนุภาค) หากบิตดั้งเดิมของ 0 หรือ 1 สามารถแสดงด้วยเหรียญที่หัวหรือก้อย qubit จะเป็นเหรียญหมุนที่มีความน่าจะเป็นที่แน่นอนสำหรับการลงหัวหรือก้อย
บิต “คลาสสิก” แบบดั้งเดิมจะวัดปริมาณทรัพยากร
ทางกายภาพที่คุณต้องการในการเข้ารหัสข้อความ ในทางที่คล้ายคลึงกัน ชูมัคเกอร์แสดงให้เห็นว่า qubits ทำสิ่งเดียวกันสำหรับข้อมูลควอนตัมได้อย่างไร “ในกลศาสตร์ควอนตัม หน่วยข้อมูลที่สำคัญคือ qubit ซึ่งเป็นปริมาณข้อมูลที่คุณสามารถเก็บไว้ในการหมุนได้” เขากล่าวในการประชุมที่ดัลลัส “นี่เป็นวิธีคิดที่แตกต่างกันเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของข้อมูลและกลศาสตร์ควอนตัม”
ในที่เกิดเหตุ
ทอม ซิกฟรีดอยู่ท่ามกลางฝูงชนที่การประชุมที่ดัลลัส ซึ่งชูมัคเกอร์ได้แนะนำโลกให้รู้จักกับควิบิตเป็นครั้งแรก นี่เป็นบันทึกสั้นๆ จากการนำเสนอของชูมัคเกอร์ในสมัยก่อน นักฟิสิกส์คนอื่น ๆ ไม่ได้กระโดดขึ้นไปบน bandwagon qubit ในทันที สามปีก่อนที่กระดาษของชูมัคเกอร์จะถูกตีพิมพ์ด้วยซ้ำ เมื่อถึงตอนนั้น Shor ได้แสดงให้เห็นว่าอัลกอริทึมควอนตัมสามารถแยกตัวประกอบจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งทำให้ระบบเข้ารหัสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับข้อมูลลับทุกประเภทตกอยู่ในความเสี่ยง ถ้าใครรู้วิธีสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่นั่นเป็นเพียงปัญหา ในการประชุมที่เมืองดัลลาส นักฟิสิกส์ของ IBM Rolf Landauer ได้โต้แย้งอย่างหนักแน่นว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่มีความเป็นไปได้ทางเทคโนโลยี การอภิปรายทั้งหมดเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัมเกิดขึ้นในขอบเขตของสมการ เขาชี้ให้เห็น ไม่มีใครมีความคิดแม้แต่น้อยในการเตรียมข้อเสนอสิทธิบัตร ในระบบทางกายภาพที่แท้จริง ความเปราะบางของข้อมูลควอนตัม – การรบกวนเพียงเล็กน้อยจะทำลายมัน – ทำให้การสะสมของข้อผิดพลาดในการคำนวณหลีกเลี่ยงไม่ได้
Landauer ย้ำคำคัดค้านของเขาในปี 1994 ที่การประชุมเชิงปฏิบัติการในซานตาเฟ รัฐนิวเม็กซิโก ซึ่งคอมพิวเตอร์ควอนตัม คิวบิต และอัลกอริธึมของ Shor ได้ครอบงำการอภิปราย แต่หนึ่งปีต่อมา Shor เองก็แสดงให้เห็นว่าการเพิ่ม qubits พิเศษลงในระบบจะช่วยตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดในกระบวนการคำนวณควอนตัมได้อย่างไร qubits พิเศษเหล่านั้นจะเชื่อมโยงกับหรือพัวพันกับ qubits ที่ทำการคำนวณโดยไม่ต้องเกี่ยวข้องกับการคำนวณจริงๆ หากมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น คิวบิตที่ซ้ำซ้อนสามารถเรียกใช้เพื่อคืนค่าการคำนวณเดิมได้
คณิตศาสตร์ที่อธิบายการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมได้ปรากฏขึ้นในบริบทที่ไม่คาดคิดโดยสิ้นเชิง
วิธีการ “แก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม” ของ Shor ช่วยเพิ่มความมั่นใจว่าเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะเป็นไปได้จริงในสักวันหนึ่ง — ความมั่นใจที่ได้รับการรับรองในแง่ของความก้าวหน้าในสองทศวรรษนับจากนั้น ไม่นานมานี้ คณิตศาสตร์ที่อธิบายการแก้ไขข้อผิดพลาดของควอนตัมได้ปรากฏขึ้นในบริบทที่คาดไม่ถึงโดยสมบูรณ์ นั่นคือความพยายามที่จะเข้าใจธรรมชาติของกาลอวกาศด้วยการรวมแรงโน้มถ่วงเข้ากับกลศาสตร์ควอนตัม นักฟิสิกส์ของ Caltech John Preskill และผู้ทำงานร่วมกันของเขาได้เน้นย้ำว่า “การบรรจบกันอย่างน่าทึ่งของวิทยาการสารสนเทศควอนตัมและแรงโน้มถ่วงควอนตัม”; พวกเขาแนะนำว่ารหัสการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเดียวกันกับที่อธิบายการพัวพันของ qubits เพื่อเก็บการคำนวณควอนตัมไว้ด้วยกันยังอธิบายวิธีที่การเชื่อมต่อควอนตัมสร้างรูปทรงเรขาคณิตของกาลอวกาศด้วย
ดังนั้นจึงดูเหมือนว่าความหมายและพลังของข้อมูลควอนตัมที่แสดงโดย qubit นั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจและรับรู้อย่างเต็มที่ อาจเป็นไปได้ว่า qubit ของชูมัคเกอร์ไม่ได้เป็นเพียงวิธีใหม่ในการดูความสัมพันธ์ของกลศาสตร์ควอนตัมกับข้อมูล แต่ยังเป็นกุญแจสำคัญในวิธีการใหม่โดยพื้นฐานในการสร้างรากฐานของความเป็นจริงและการดำรงอยู่ — มากที่สุดเท่าที่วีลเลอร์จินตนาการเมื่อเขาสร้างมันขึ้นมา จากบิต
credit : nextgenchallengers.com ninetwelvetwentyfive.com pimentacomdende.com platosusedbooks.com politiquebooks.com
