Search
ADI混合信號前端(MxFE):新品影片亮相!
看重點: Simple, Scalable, Efficient
https://www.analog.com/en/products/rf-microwave/integrated-transceivers-transmitters-receivers/mixed-signal-frontends.html
quantum computing ครับ
วันนี้เราไปฟังศิษย์เก่าที่ทำงานอยู่ทีม quantum computing IBM มาสัมนาเรื่อง quantum computing แล้วมันเป็นอะไรที่ใหม่และน่าสนใจดี ขอสรุปสั้นๆ เอาไว้เป็นโน๊ตให้ตัวเองด้วย
ก่อนอื่นคือคนส่วนใหญ่เข้าใจควอนตัมคอมพิวเตอร์กันผิดมากๆ (ซึ่งเราก็เคยเป็นหนึ่งในนั้น) ความเข้าใจผิดที่เราพูดถึงคือ เข้าใจว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถคำนวนอะไรที่คอมพิวเตอร์ปกติคำนวนไม่ได้ หรือ ควอนตัมคอมพิวเตอร์คำนวนทุกอย่างได้เร็วกว่า หรือ เทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์จะมาแทนที่คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันไปเลย แบบอนาคตไม่มีละคอมพิวเตอร์ธรรมดา ซึ่งจริงๆแล้วมันไม่ได้ถูกต้อง 100%
ขอเริ่มที่พื้นฐานคร่าวๆก่อนจะได้เขาใจว่าทำไมความเชื่อพวกนี้มันผิด
สิ่งที่ทำให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ต่างจากคอมพิวเตอร์ปกติคือ unit หรือหน่วยที่ใช้ประมวลผล คอมในปัจจุบันเราใช้ bit ส่วนควอนตัมคอมพิวเตอร์จะใช้ qubit แล้วเจ้า bit กับ qubit มันต่างกันยังไง?
เอาแบบสั้นๆได้ใจความคือ bit มีแค่สองค่าคือ 0 และ 1 ซึ่ง qubit เองก็มีค่าหลักคือ 0 และ 1 แต่มันสามารถมีค่าอื่นๆที่อยู่ระหว่าง 0 กับ 1 ได้ด้วยซึ่งอาจจะเป็น complex number ก็ได้ และมันสามารถแสดงค่า 0 และ 1 พร้อมกันได้ด้วย แต่ว่าค่าของ qubit ไม่เสถียร ถ้าอยากเข้าใจเรื่อง qubit เชิงลึกมันจะมี linear algrebra เข้ามาเกี่ยวด้วยแต่ไม่ยากเกินที่จะทำความเข้าใจแต่เราจะไม่อธิบาย
ทีนี้ความต่างก็คือ ถ้าอยากให้คอมพิวเตอร์ในปัจจุทำงานได้เร็วขึ้น เราก็เพิ่ม capacity ของ chip เข้าไปทีละสองเท่า เช่นจาก 4 bit > 8 bit > 16 bit > 32 bit etc. แล้วหน่วย bit ก็แสดงได้ทีละค่า คือ ไม่ 0 ก็ 1
แต่อย่างที่บอกว่า qubit สามารถแสดงทั้ง 0 และ 1 พร้อมกันก็ได้ ยกตัวอย่าง 3 bit จะมี possibility ได้ 8 ค่า คือ 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, และ 111 ซึ่งคอมปกติที่มี 3 bit มันเก็บได้ค่าเดียวจากใน 8 ค่านี้ แต่ ควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่มี 3 qubit สามารถคำนวนและเก็บค่าความเป็นไปได้ของเลข 0 กับ 1 ได้ถึง 8 ค่าพร้อมกัน
โดยประมาณก็คือคอมที่มี 3 qubit สามารถคำนวนได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ที่มี 3 bit ถึง 8 เท่านั่นเอง ความว้าวมันอยู่ตรงนี้ ยิ่ง qubit มีเยอะเท่าไหร่ก็มีความเป็นไปได้ที่จะคำนวนได้เร็วกว่า bit ปกตินั้นเอง
แต่ก็มีข้อเสียมากๆคือ qubit มันไม่เสถียรเพราะไม่ได้มีแค่เลข 0 กับ 1 ดังนั้นบางครั้งก็จะมีค่าที่อยู่ระหว่าง 0 กับ 1 ปนออกมาซึ่งค่าอันนี้เรียกว่า noise และเจ้า noise นี้ยิ่งมีสูงยิ่งทำให้ความแม่นยำของผลลัพธ์ลดลงเพราะ noise เป็นเลขอะไรก็ไม่รู้
คร่าวๆของ quantum computer ก็ประมาณนั้น ทีนี้กลับมาสู่ประเด็นหลักที่อยากบอก
1. ควอนตัมคอมพิวเตอร์คำนวนสิ่งที่คอมพิวเตอร์ปกติคำนวนไม่ได้จริงเหรอ
คำตอบ: ไม่จริง ผิดมากๆ คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันสามารถคำนวนทุกอย่างที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ทำได้ สามารถ stimulate การทำงานของควอนตัมคอมพิวเตอร์ได้ด้วย (แต่ได้มากสุดแค่ 5 qubit นะ มากกว่านี้ไปรันผ่าน IBM Q ได้ทางนี้ https://www.research.ibm.com/ibm-q/)
คือมันคำนวนทุกอย่างได้เหมือนกัน base on automata theory เลยแค่ unit มันต่างกันทำให้ data storing capacity ต่างกันทำให้ความเร็วต่างกัน
2. ควอนตัมคอมพิวเตอร์คำนวนทุกอย่างได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ปกติ
คำตอบ: จริงและไม่จริง อย่างที่อธิบายไปเรื่อง bit กับ qubit ในกรณี 1 qubit นี่คอมพิวเตอร์ธรรมดาก็คำนวนได้เร็วพอๆกันแถมยังถูกต้องกว่าด้วยเพราะ qubit มันมี noise แต่ bit ปกติไม่มี และถึงควอนตัมจะคำนวนได้เร็วกว่าแต่ error เยอะมากๆเพราะ qubit มันไม่เสถียร คือมีโอกาสที่ได้เลขที่ไม่ใช่ 0 กับ 1 ด้วย ในขณะที่คอมปกติไม่มีทางได้เลขอื่นนอกจาก 0 และ 1
3. ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถแทนที่คอมพิวเตอร์ปกติได้
คำตอบ : ไม่จริง อันนี้โคตรผิด (สำหรับในปัจจุบันนะ อนาคตอาจจะทำได้) คือในปัจจุบันควอนตัมคอมพิวเตอร์ยังต้องเชื่อมกับคอมพิวเตอร์ปกติ อย่างน้อยโมเดลของ ibm ก็ยังเป็นแบบนี้ เวลาที่มันทำงานคือ เราพิมพ์คำสั่งในคอมปกติ แล้วคอมปกติก็ส่งคำสั่งไปเปลี่ยนเป็น microwave signals จากนั้น signal จะถูกไป process ในตัว quantum chip อีกที ผลลัพธ์ที่ได้จาก quantum computing ก็ถูกส่งกลับเข้าเป็น microwave signals แล้วก็ถูกแปลงกลับมาเป็นค่าที่คอมพิวเตอร์ปัจจุบันอ่านได้แล้วก็แสดงผลให้เราดู
สรุปคร่าวๆก็คือ คอมพิวเตอร์ปกติก็คำนวนสิ่งที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์คำนวนได้ แค่คอมปกติมันช้าอาจจะกว่า(ในกรณีที่เทียบกับควอนตัมที่ใช้ qubit เยอะๆ) แต่ความแม่นยำของคอมปกติยังดีกว่านะ และควอนตัมคอมพิวเตอร์ยังต้องอาศัยคอมพิวเตอร์ปกติในการส่งค่าอ่านค่าและควบคุมลอจิกอยู่ดี
อ้าว ก็ไม่ได้ต่างกันมากทำไมทั้งโลกให้ความสนใจกันล่ะ? เพราะความแตกต่างของ qubit กับ bit ทำให้ในอนาคตเราอาจจะมีควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่คำนวนได้เร็วกว่าแสง (แต่ตอนนี้ยังไม่มี) หรืออัลกอริทึ่มใหม่ๆที่มีประสิทธิภาพและเร็วกว่า classic algorithm (แต่ตอนนี้ก็ยังไม่มีเหมือนกัน) แต่แนวเหล่าคิดนี้อาจจะเป็นไปได้ในอนาคต และที่สำคัญคือกลุ่ม business / military ยักษ์ใหญ่ของโลกก็ให้ความสนใจและให้ทุนศึกษาพัฒนา quantum computer เพราะมันจะมีประโยชน์มากในอนาคต
ดังนั้นถ้าเราเริ่มศึกษา และเข้าใจ concept ของ quantum computing เมื่อถึงเวลาที่ computer scientist สามารถคำนวนและควบคุม noise หรือสามารถสร้าง quantum computer ที่มีเป็นร้อย qubit สำเร็จได้ (คงเร็วเวอร์) เราในฐานะ computer scientist
หรือ programmer ก็พร้อมที่จะลุยได้เลย
*edit เพิ่ม*
ใครที่สนใจเรื่อง noise สามารถอ่านได้เพิ่มเติมจาก: Noise and Quantum Computation
http://docs.rigetti.com/en/stable/noise.html
ใครที่อยากลองเล่น quantum computing ดู ไพธอนมี tools ชื่อ QuTip
http://qutip.org/tutorials.html
หรือจะส่ง command เข้าตัวเครื่อง quantum ibm ผ่านทาง could system ของ ibm ก็ได้ที่ลิ้งนี้
https://www.research.ibm.com/ibm-q/
2.14 業界新知有獎徵答公布答案:
Q: 媒體羅列的這5大5G技術,您知道ADI有其中幾種嗎?
A:大大抱歉, 小編眼花了 ,共五種喔!您答對了嗎?
媒體列出以下五項5G技術:
1.MIMO
2.波束成形
3.毫米波
4.低功耗廣域網路(LPWAN)
5.網狀網路(Mesh Network)
小編特地逐點挖出技術文章證明是真有的:
1.MIMO,有
Developing Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Systems with the AD9361
http://www.analog.com/…/developing-multiple-input-multiple-…
2.波束成形,有
Massive MIMO and Beamforming: The Signal Processing Behind the 5G Buzzwords
www.analog.com/…/massive-mimo-and-beamforming-the-signal-pr…
3.毫米波,有
RF, Microwave, and Millimeter Wave IC Selection Guide 2017 PDF
4.LPWAN, 有, 低功耗廣域網路（Low Power Wide Area Network，簡稱LPWAN）規範，它採用Sub-1 GHz ISM頻段進行通訊，這種無線電波為運作頻率在1GHz以下的工業、科學和醫療專用波段
ADF7030-1:High Performance, sub-GHz Radio Transceiver IC
http://www.analog.com/…/low-power-rf-transce…/ADF7030-1.html
5.Mesh Network,有
SmartMesh: Wireless for Tough Industrial IoT Applications
www.analog.com/…/education-library/videos/5662560744001.html
microwave signal 在 Introducing the New VXG Microwave Signal Generators 的推薦與評價
Introducing the new VXG Microwave Signal Generators. A class of its own.To learn more: www.keysight.com/find/VXGToday, Keysight Technologies ... ... <看更多>