สรุปความคืบหน้าควอนตัมรายสัปดาห์: การขยายตัวของ Logical Qubit จาก Microsoft และบรรทัดฐานใหม่ของ IBM Heron

ในปี 2026 นี้ ภูมิทัศน์ของควอนตัมคอมพิวติ้งได้เปลี่ยนผ่านอย่างเป็นทางการจากการทดลองในห้องปฏิบัติการไปสู่เฟสของวิศวกรรมระบบที่เข้มงวด การอัปเดตครั้งสำคัญจากผู้นำอุตสาหกรรมในสัปดาห์นี้ช่วยให้แผนงานสู่ระบบที่ทนทานต่อความผิดพลาด (Fault-tolerant systems) มีความชัดเจนยิ่งขึ้น โดยมุ่งเน้นไปที่ความน่าเชื่อถือของลอจิคัลคิวบิต (Logical Qubits) และความเร็วในการประมวลผลในสภาพแวดล้อมดาต้าเซ็นเตอร์จริง มากกว่าเพียงแค่การเพิ่มจำนวนฟิสิคัลคิวบิตดิบ

Microsoft กับการก้าวกระโดดสู่ 50 ลอจิคัลคิวบิต

Microsoft ได้ยกระดับการให้ความสำคัญกับการแก้ไขข้อผิดพลาด (Error Correction) โดยใช้รหัสทางเรขาคณิตสี่มิติ (4D geometric codes) รุ่นใหม่เพื่อขยายจำนวนลอจิคัลคิวบิต หลังจากความสำเร็จในการสร้างลอจิคัลคิวบิตที่พัวพันกัน 24 ตัวร่วมกับ Atom Computing ก่อนหน้านี้ ปัจจุบัน Microsoft กำลังผลักดันไปสู่เป้าหมายระยะสั้นที่ 50 ลอจิคัลคิวบิต ความก้าวหน้านี้ขับเคลื่อนด้วยสถาปัตยกรรมชิป Majorana 1 ซึ่งใช้แนวทางโทโพโลยี (Topological approach) ที่ออกแบบมาเพื่อต้านทานข้อผิดพลาดในระดับฮาร์ดแวร์

ข้อมูลล่าสุดระบุว่ารหัส 4D เหล่านี้สามารถลดอัตราข้อผิดพลาดลงได้ถึง 1,000 เท่า โดยใช้จำนวนฟิสิคัลคิวบิตน้อยกว่ารหัสพื้นผิว (Surface codes) แบบดั้งเดิมอย่างมากในการสร้างลอจิคัลคิวบิตเพียงตัวเดียว ประสิทธิภาพนี้เป็นหัวใจสำคัญของโครงการที่บริษัทคาดการณ์ว่าเครื่องควอนตัมที่มีมูลค่าในเชิงพาณิชย์จะพร้อมใช้งานในดาต้าเซ็นเตอร์ภายในปี 2029 ด้วยการลดภาระงาน (Overhead) ในการแก้ไขข้อผิดพลาด Microsoft กำลังนำอุตสาหกรรมเข้าใกล้เฟส "Level 2 – Resilient" ซึ่งเป็นระดับที่การเพิ่มคิวบิตจะช่วยลดสัญญาณรบกวนได้อย่างต่อเนื่องแทนที่จะเป็นการขยายสัญญาณรบกวนนั้น

ผลการทดสอบ IBM Heron และการเปิดตัว Nighthawk

IBM ได้เปิดเผยตัวเลขประสิทธิภาพล่าสุดสำหรับโปรเซสเซอร์ Heron R2 ซึ่งยืนยันสถานะการเป็นเครื่องระดับ Utility-scale ประสิทธิภาพสูง ปัจจุบันตระกูล Heron สามารถดำเนินการเกตแบบสองคิวบิต (Two-qubit gate operations) ได้ถึง 5,000 ครั้งในหนึ่งงาน ซึ่งถือเป็นสองเท่าของสถิติก่อนหน้า นอกจากนี้ Heron R2 (โดยเฉพาะระบบ ibm_kingston) ยังแสดงประสิทธิภาพที่ 340,000 Circuit Layer Operations Per Second (CLOPS) ซึ่งให้ความเร็วที่จำเป็นสำหรับการจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน

ควบคู่ไปกับบรรทัดฐานเหล่านี้ IBM กำลังเริ่มปรับใช้โปรเซสเซอร์ Nighthawk ซึ่งแตกต่างจากการออกแบบก่อนหน้านี้ โดย Nighthawk มีโทโพโลยีคิวบิตแบบสี่เหลี่ยมพร้อมตัวเชื่อมต่อที่ปรับจูนได้ (Tunable couplers) 218 ตัว ช่วยให้ความซับซ้อนของวงจรเพิ่มขึ้น 30% สถาปัตยกรรมนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่ออำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนผ่านไปสู่ความได้เปรียบทางควอนตัมที่ตรวจสอบได้ (Verified quantum advantage) ซึ่ง IBM คาดว่าจะบรรลุผลภายในสิ้นปี 2026 การผสานรวมโปรเซสเซอร์เหล่านี้เข้ากับสถาปัตยกรรมอ้างอิงซูเปอร์คอมพิวติ้งที่เน้นควอนตัมเป็นศูนย์กลาง ช่วยให้นักวิจัยสามารถรันเวิร์กโหลดแบบไฮบริด เช่น การจำลองกลุ่มเหล็ก-ซัลเฟอร์ (Iron-sulfur clusters) ผ่านทรัพยากรทั้งแบบคลาสสิกและควอนตัมด้วยความหน่วงที่ต่ำที่สุด

ข่าวสั้นในอุตสาหกรรมควอนตัม

• ความสำเร็จของ Infleqtion: ประสบความสำเร็จในการรันอัลกอริทึมการค้นหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ (Biomarker) โดยใช้ 12 ลอจิคัลคิวบิตบนระบบอะตอมเดี่ยว Sqale ซึ่งสามารถระบุความสัมพันธ์ในข้อมูลโรคมะเร็งที่เกินขีดความสามารถของคอมพิวเตอร์คลาสสิก
• การส่งมอบของ Pasqal: คอมพิวเตอร์ควอนตัมอะตอมเดี่ยวเครื่องแรกของอิตาลี ขนาด 140 คิวบิต ได้รับการส่งมอบในสัปดาห์นี้ เพื่อยกระดับการวิจัยระดับภูมิภาคในด้านวัสดุศาสตร์
• ความก้าวหน้าด้านเครือข่าย: Qunnect สาธิตการแลกเปลี่ยนสถานะพัวพัน (Entanglement swapping) ในระดับเมืองผ่านสายไฟเบอร์เชิงพาณิชย์ร่วมกับ Cisco ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญสู่การสร้างอินเทอร์เน็ตควอนตัมแบบกระจายศูนย์
• การแก้ไขข้อผิดพลาด: บรรทัดฐานใหม่แสดงให้เห็นว่าการถอดรหัสข้อผิดพลาดควอนตัมสามารถทำได้ภายในเวลาไม่ถึง 480 นาโนวินาที โดยใช้รหัส qLDPC บนฮาร์ดแวร์คลาสสิก