បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះពិនិត្យមើលវឌ្ឍនភាព និងបញ្ហាប្រឈមនៃបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រខ្វាន់តឹមប្រភេទ Superconducting ក្នុងការផ្លាស់ប្តូរពីយុគសម័យកុំព្យូទ័រដែលមានកំហុសកម្រិតមធ្យម (NISQ) ទៅកាន់ប្រព័ន្ធដែលអាចទប់ទល់នឹងកំហុស (Fault-tolerant) ដើម្បីប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មជាក់ស្តែង។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះធ្វើការពិនិត្យឡើងវិញ (Review) យ៉ាងទូលំទូលាយនូវយុទ្ធសាស្ត្រផ្នែករឹង (Hardware) សំណង់ស្ថាបត្យកម្ម Qubit និងសមិទ្ធផលសំខាន់ៗរបស់ស្ថាប័ន និងក្រុមហ៊ុនបច្ចេកវិទ្យាឈានមុខគេ។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| Transmon Qubits (IBM, Google, Rigetti) គ្រាប់ខ្វាន់តឹមប្រភេទ Transmon |
ជាបច្ចេកវិទ្យាដែលមានភាពចាស់ទុំជាងគេ ងាយស្រួលផលិតតាមស្តង់ដារឧស្សាហកម្ម និងមានកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវនៃប្រតិបត្តិការ (Gate fidelity) ខ្ពស់។ | មានភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ចំពោះសំលេងរំខាន (Noise) មួយចំនួន និងទាមទារប្រព័ន្ធត្រជាក់ខ្លាំង (Cryogenic) ដែលមានទំហំធំសម្រាប់ការផ្ទុក Qubit ច្រើន។ | សម្រេចបានឧត្តមភាពខ្វាន់តឹម (Quantum Supremacy) ដំបូងគេដោយកុំព្យូទ័រ Sycamore (Google) និង Eagle (IBM) ជាមួយអត្រាកំហុសកម្រិតទាប ០,១៤៣% ក្នុងប្រព័ន្ធ QEC។ |
| Fluxonium Qubits (Alibaba) គ្រាប់ខ្វាន់តឹមប្រភេទ Fluxonium |
មានសមត្ថភាពការពារកំហុសដែលបណ្តាលមកពីចរន្តអគ្គិសនីបានយ៉ាងល្អ និងមានរយៈពេលនៃភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា (Coherence time) យូរជាង Transmon។ | ប្រតិបត្តិការនៃ Gate មានល្បឿនយឺតជាង និងទាមទារបច្ចេកទេសពិសេសសម្រាប់ការបញ្ជា និងការអានទិន្នន័យ។ | សម្រេចបានកម្រិតភាពត្រឹមត្រូវនៃប្រតិបត្តិការ Gate តែមួយរហូតដល់ ៩៩,៩៧% និង Gate ពីររហូតដល់ ៩៩,៧២%។ |
| Cat Qubits (Alice & Bob) គ្រាប់ខ្វាន់តឹមប្រភេទ Cat |
មានសមត្ថភាពការពារដោយស្វ័យប្រវត្តិពីកំហុសប្រភេទ Bit-flip ដែលជួយកាត់បន្ថយតម្រូវការផ្នែករឹង (Hardware overhead) សម្រាប់ការកែតម្រូវកំហុសបានយ៉ាងច្រើន។ | នៅមានបញ្ហាប្រឈមក្នុងការផលិត និងការរចនា Gate ដើម្បីកាត់បន្ថយកំហុសប្រភេទ Phase-flip និងបង្កើនភាពត្រឹមត្រូវនៃការរៀបចំស្ថានភាពបឋម (State preparation)។ | អាចរក្សាពេលវេលាការពារកំហុស Bit-flip បានលើសពី ១០ វិនាទី ដែលជាការកើនឡើងចំនួន ១ ម៉ឺនដង (4 orders of magnitude) បើធៀបនឹងប្រព័ន្ធមុនៗ។ |
| Silicon Spin Qubits (Intel, QuTech) គ្រាប់ខ្វាន់តឹមប្រភេទ Silicon Spin |
មានទំហំតូចខ្លាំង (អាចផ្ទុកបានរាប់លាននៅលើឈីបមួយ) និងអាចផលិតបានដោយប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា CMOS ដែលមានស្រាប់ក្នុងឧស្សាហកម្ម។ | ងាយរងឥទ្ធិពលពីភាពមិនប្រក្រតីនៃវត្ថុធាតុដើម និងទាមទារការគ្រប់គ្រងយ៉ាងជាក់លាក់បំផុតនៅកម្រិតអេឡិចត្រុងតែមួយ។ | សម្រេចបានទិន្នផលនៃកុងទ័រខ្វាន់តឹមរហូតដល់ ៩៩,៨% នៅលើបន្ទះស៊ីលីកូនទំហំ ៣០០-មីលីម៉ែត្រ ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវនៃប្រតិបត្តិការ ៩៩,៩%។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអភិវឌ្ឍផ្នែករឹងនៃកុំព្យូទ័រខ្វាន់តឹមប្រភេទ Superconducting ទាមទារការវិនិយោគទុនរាប់ពាន់លានដុល្លារ ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធមន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់ និងអ្នកជំនាញពហុវិស័យ។
ការសិក្សានេះផ្តោតសំខាន់លើសមិទ្ធផលរបស់ក្រុមហ៊ុនបច្ចេកវិទ្យាយក្សនៅសហរដ្ឋអាមេរិក អឺរ៉ុប និងប្រទេសចិន (ដូចជា Google, IBM, Alibaba) ដែលមានធនធានហិរញ្ញវត្ថុ និងមន្ទីរពិសោធន៍កំពូលៗ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការខ្វះខាតហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធផ្នែករឹងបែបនេះមានន័យថា យើងត្រូវពឹងផ្អែកទាំងស្រុងលើសេវាកម្ម Cloud របស់បរទេស ដែលអាចបង្កើតជាគម្លាតបច្ចេកវិទ្យា (Digital Divide) យ៉ាងធំ។
ទោះបីជាកម្ពុជាមិនទាន់មានលទ្ធភាពបង្កើតផ្នែករឹង (Hardware) ដោយខ្លួនឯងក៏ដោយ ក៏យើងនៅតែអាចទាញយកអត្ថប្រយោជន៍តាមរយៈការប្រើប្រាស់សេវាកម្ម Cloud-based សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ និងអភិវឌ្ឍន៍កម្មវិធីបាន។
ការចាប់ផ្តើមបណ្តុះបណ្តាលធនធានមនុស្សពីពេលនេះតាមរយៈប្រព័ន្ធ Cloud នឹងជួយកម្ពុជាត្រៀមខ្លួនរួចរាល់ក្នុងការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាខ្វាន់តឹម ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាថ្នាក់ជាតិនៅពេលបច្ចេកវិទ្យានេះឈានដល់កម្រិតពាណិជ្ជកម្មទូទៅ។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Quantum supremacy | នេះគឺជាចំណុចរបត់ប្រវត្តិសាស្ត្រមួយដែលកុំព្យូទ័រខ្វាន់តឹមអាចដោះស្រាយបញ្ហាគណនាដ៏ស្មុគស្មាញ ដែលកុំព្យូទ័រធម្មតា (Supercomputers) មិនអាចធ្វើបាន ឬត្រូវចំណាយពេលរាប់ពាន់ឆ្នាំដើម្បីដោះស្រាយ។ | ដូចជាការយកយន្តហោះទៅប្រណាំងជាមួយរទេះសេះ ដែលយន្តហោះអាចហោះទៅដល់គោលដៅក្នុងពេលប៉ុន្មាននាទី ឯរទេះសេះត្រូវប្រើពេលមួយជីវិត។ |
| Quantum error correction | ជានីតិវិធីដែលប្រើប្រាស់គ្រាប់ខ្វាន់តឹមជាច្រើន (Physical qubits) បញ្ចូលគ្នាដើម្បីបង្កើតជាគ្រាប់ខ្វាន់តឹមឡូជីខល (Logical qubit) មួយ សម្រាប់ការពារនិងជួសជុលកំហុសដែលកើតឡើងដោយសាររំខានពីមជ្ឈដ្ឋានខាងក្រៅ ធានាឲ្យការគណនាមានភាពត្រឹមត្រូវ។ | ដូចជាការថតចម្លងឯកសារសំខាន់មួយទុកជាច្រើនច្បាប់ បើច្បាប់ណាមួយរហែក ឬបាត់បង់ យើងនៅតែអាចយកច្បាប់ផ្សេងទៀតមកផ្ទៀងផ្ទាត់រកភាពត្រឹមត្រូវវិញបាន។ |
| Transmon qubits | ជាប្រភេទគ្រាប់ខ្វាន់តឹមដែលពេញនិយមនិងចាស់ទុំជាងគេបំផុតបច្ចុប្បន្ន វាត្រូវបានរចនាឡើងដោយមានបញ្ចូលកុងដង់ (Capacitor) ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពរសើបរបស់វាចំពោះកំហុសដែលបណ្តាលមកពីការប្រែប្រួលបន្ទុកអគ្គិសនី។ | ដូចជាការបំពាក់ប្រព័ន្ធបូមសម្រូបរញ្ជួយ (Shock absorber) នៅលើរថយន្ត ដើម្បីការពារកុំឱ្យអ្នកដំណើរលោតចុះឡើងពេលជិះលើផ្លូវរដិបរដុប។ |
| NISQ era | សំដៅលើយុគសម័យកុំព្យូទ័រខ្វាន់តឹមបច្ចុប្បន្ន ដែលមានចំនួន Qubit អាចប្រើការបានកម្រិតមធ្យម (ពី ៥០ ទៅរាប់រយ) ប៉ុន្តែពួកវានៅតែងាយរងឥទ្ធិពលរំខាន (Noisy) និងមិនទាន់មានប្រព័ន្ធកែតម្រូវកំហុសពេញលេញនៅឡើយ។ | ដូចជាទូរស័ព្ទដៃជំនាន់ដំបូងបង្អស់ដែលអាចត្រឹមតែខលចេញបាន តែសម្លេងនៅរអាក់រអួលនិងរលកសញ្ញាមិនសូវច្បាស់។ |
| Coherence time | ជារយៈពេលដែលគ្រាប់ខ្វាន់តឹម (Qubit) អាចរក្សាស្ថានភាពខ្វាន់តឹមរបស់វាបានយ៉ាងមានលំនឹង ដើម្បីដំណើរការទិន្នន័យ មុនពេលដែលព័ត៌មាននៅក្នុងនោះត្រូវរលាយបាត់ដោយសារការរំខានពីកម្ដៅ ឬមជ្ឈដ្ឋានជុំវិញ។ | ដូចជារយៈពេលដែលកាក់កំពុងវិលនៅលើតុ មុនពេលវាអស់កម្លាំងហើយដួលរាបទៅលើតុវិញ។ |
| Surface codes | គឺជាក្បួនកែតម្រូវកំហុសខ្វាន់តឹមបែប ២ វិមាត្រ ដែលរៀបចំ Qubits ជាទម្រង់ក្រឡាចត្រង្គ ដើម្បីឱ្យ Qubits ជិតខាងអាចត្រួតពិនិត្យនិងកែតម្រូវកំហុសគ្នាទៅវិញទៅមក ជួយឱ្យប្រព័ន្ធមានភាពធន់នឹងកំហុសខ្ពស់។ | ដូចជាការត្បាញសំណាញ់ការពារ ដែលខ្សែនីមួយៗជួយទប់គ្នាទៅវិញទៅមក បើមានខ្សែមួយដាច់ សំណាញ់ទាំងមូលនៅតែអាចទប់ទម្ងន់បាន។ |
| Cat qubits | ជាប្រភេទស្ថាបត្យកម្មគ្រាប់ខ្វាន់តឹមថ្មីមួយ ដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីការពារកំហុសប្រភេទប្តូរតម្លៃ (Bit-flip errors) ដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដែលជួយកាត់បន្ថយតម្រូវការផ្នែករឹង (Hardware) សម្រាប់ការកែតម្រូវកំហុស។ | ដូចជាតុក្កតាទូកដែលត្រូវបានរចនាឱ្យមានជើងធ្ងន់ ទោះរលកបោកបក់ឱ្យផ្អៀងយ៉ាងណា ក៏វានឹងវិលត្រលប់មកទីតាំងបញ្ឈរដើមវិញដោយស្វ័យប្រវត្តិ។ |
| Dilution refrigerator | គឺជាប្រព័ន្ធទូទឹកកកកម្រិតអតិបរមាដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីបញ្ចុះសីតុណ្ហភាពរបស់កុំព្យូទ័រខ្វាន់តឹមឱ្យត្រជាក់ខ្លាំងបំផុត (ជិត 0 Kelvin ឬ -273.15 °C) ដើម្បីឱ្យ Qubits អាចដំណើរការបានដោយមិនមានការរំខានពីកម្ដៅ។ | ដូចជាប្រអប់វេទមន្តដែលអាចធ្វើឱ្យវត្ថុនៅខាងក្នុងត្រជាក់ជាងសីតុណ្ហភាពនៅទីអវកាសរាប់រយដង ដើម្បីបង្កកអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងកុំឱ្យកម្រើក។ |
អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
