QTP Real-Quantum Hardware Milestone จาก QUI Framework สู่การประมวลผลบนควอนตัมฮาร์ดแวร์จริง

งานล่าสุดของ QTP ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของ QUI Framework และ WaveVM substrate เพราะระบบไม่ได้หยุดอยู่ที่ simulator, tensor-network backend หรือ classical runtime อีกต่อไป แต่สามารถส่งคำสั่งผ่าน QTP ไปยังควอนตัมคอมพิวเตอร์จริงของ IBM Quantum และรับผลลัพธ์กลับมาตรวจสอบได้ภายใต้ contract เดียวกัน

ความสำเร็จหลักไม่ใช่เพียงการรัน Bell state บนเครื่องควอนตัมจริง แต่คือการพิสูจน์ว่า QTP สามารถทำหน้าที่เป็น transport layer กลางระหว่าง backend หลายชนิดได้จริง ตั้งแต่ WaveVM/numpy, TN CPU/GPU, Aer simulator ไปจนถึง IBM QPU โดยใช้รูปแบบ request เดียวกัน และให้ router เลือก backend ตาม cost, capability และ hint ที่ผู้ใช้กำหนด

ในการทดสอบล่าสุด QTP สามารถเชื่อมต่อ IBM Quantum backend จริง เช่น ibm_marrakesh และส่งงานแบบ asynchronous ได้สำเร็จ ระบบรองรับ state machine ของงานจริงตั้งแต่ queued, running จนถึง completed โดยไม่บล็อก client ขณะรอคิว ซึ่งเป็น requirement สำคัญของ backend แบบ QPU ที่มี queue และ latency ต่างจาก simulator ทั่วไป

อีกจุดสำคัญคือการเพิ่ม empirical verification สำหรับผลลัพธ์จากควอนตัมฮาร์ดแวร์จริง เนื่องจาก QPU ไม่ได้ส่ง statevector กลับมาเหมือน simulator แต่ส่ง measurement counts ที่มี noise ตามธรรมชาติของฮาร์ดแวร์ ระบบจึงตรวจสอบผลด้วย distribution metrics เช่น classical fidelity, Hellinger distance, total variation distance และ entropy แทนการใช้ state hash แบบ exact-state

ผลทดสอบ Bell state ยืนยันว่า Aer simulator ให้ fidelity 1.0000 ขณะที่ IBM QPU จริงให้ fidelity 0.9367 และผ่าน threshold ที่ตั้งไว้ ผลลัพธ์นี้ไม่ได้เป็นเพียงค่าความสำเร็จของวงจร Bell state แต่เป็นหลักฐานว่า QTP เข้าใจและรองรับธรรมชาติของควอนตัมฮาร์ดแวร์จริง ได้แก่ noise, queue, empirical distribution และ backend variability

สิ่งที่พิสูจน์แล้วใน milestone นี้มีสามส่วนหลัก

1. QTP backend negotiation สามารถเลือก backend แบบ classical, simulator หรือ quantum hardware ได้ตาม cost และ hint

   
   

2. QTP async job model สามารถ submit งานไปยัง IBM QPU จริง แล้ว poll ผลลัพธ์กลับมาได้

   
   

3. QTP empirical verification สามารถประเมินผล quantum measurement counts เทียบกับ theoretical distribution ได้อย่าง noise-tolerant

   
   

ดังนั้นสถานะของ QTP จึงขยับจาก “protocol สำหรับจำลองและเชื่อม runtime” ไปเป็น “heterogeneous execution layer” ที่มีเส้นทางไปถึงควอนตัมฮาร์ดแวร์จริงแล้ว

ความหมายเชิงสถาปัตยกรรมคือ QUI Framework มี real-QPU execution path ผ่าน substrate เดียวกันแล้ว กล่าวคือ framework ที่เริ่มจาก physics reference, WaveVM, FieldLang และ QTP สามารถเชื่อมโยงไปยัง backend จริงได้โดยไม่ต้องเปลี่ยน contract หลักของระบบ

อย่างไรก็ตาม ขอบเขตของความสำเร็จนี้ควรถูกระบุอย่างซื่อสัตย์ ตอนนี้สิ่งที่พิสูจน์แล้วคือ hardware execution path และ empirical verification บนวงจรขนาดเล็ก เช่น Bell state ยังไม่ใช่การพิสูจน์ว่า phenomenon ทั้งหมดของ QUI หรือ algorithm ทั้งหมดสามารถรันเต็มรูปแบบบน QPU จริงได้แล้ว ขั้นถัดไปคือการขยายจาก Bell state ไปยัง small operator suite, Grover, Simon และ algorithm-level demonstrations อื่น ๆ ผ่าน QTP path เดียวกัน

สรุปคือ milestone นี้พิสูจน์ว่า QTP ไม่ได้เป็นเพียง protocol เชิงแนวคิด แต่เป็น transport และ execution layer ที่สามารถ dispatch งานไปยัง simulator, classical backend และควอนตัมฮาร์ดแวร์จริงได้ภายใต้ abstraction เดียวกัน นี่คือก้าวสำคัญของ QUI Framework จากระบบจำลองฟิสิกส์และ substrate runtime ไปสู่ระบบที่มีเส้นทางการประมวลผลบนควอนตัมจริงอย่างตรวจสอบได้

Mr. Nopparat Khundan

Head of QUI Research Division

ORCA Multi System (Thailand) Co., Ltd.

Quantum Unified Integrated (QUI) Framework

Research & Computational Physics Division