9 ธ.ค. 2020 เวลา 13:09 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
Quantum Computer จิ่วจางของจีน จะส่งผลต่อโลกอย่างไร และจุดเริ่มต้นสู่ภาวะเอกฐานทางเทคโนโลยี
3
ในอดีต Quantum Computing เป็นที่ถกเถียงกันว่าจะสามารถกลายมาเป็นความจริงได้หรือไม่ เนื่องจากมีข้อจำกัดในการพัฒนาในการจัดการ ไอออน และโฟตอน หรือต้องใช้อุณหภูมิที่ใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ ถือเป็นการท้าทายความสามารถในการรังสรรค์ของมนุษย์อย่างหนึ่ง
3
และในที่สุดวันที่ 3 ธันวาคม 2563 ที่ผ่านมาทีมวิจัยจีนนำโดยพานเจี้ยนเหว่ย นักฟิสิกส์ควอนตัมชื่อดังได้ประกาศ Quantum Computer ชื่อ “Jiuzhang”(จิ่วจาง) ซึ่งถือเป็น Quantum Supremacy ตัวที่ 2 ของโลก ก่อนหน้านี้ในปี 2019 Google ได้ประกาศเปิดตัว Quantum Supremacy ไปก่อนแล้วภายใต้ชื่อ “Sycamore” ซึ่งถ้าเทียบกำลังการประมวลผลงานชิ้นหนึ่งจะใช้เวลา 200 วินาที ในขณะที่ Super Computer ที่ใหญ่ที่สุดในโลกของ IBM จะใช้เวลานานถึง 10,000 ปี
6
Note
Quantum Supremacy หมายถึงจุดที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถแก้โจทย์ปัญหาที่โดยปกติแล้วไม่สามารถแก้ได้โดยคอมพิวเตอร์ทั่วไป หรือแม้กระทั่ง Supercomputer ที่ใหญ่ที่สุดก็ตามในช่วงระยะเวลาที่มีขอบเขต อธิบายง่ายๆคือปกติแล้ว คอมทั่วไปก็แก้ปัญหาทั้งหมดได้ถ้าไม่ได้มีกำหนดเวลาใดๆ แต่เมื่ออิงกับความเป็นจริง เราไม่สามารถรอคำตอบเป็น 1,000 ปีได้ ดังนั้นจุด “Supremacy” จึงสำคัญในเรื่อง เวลา และความน่าเชื่อถือ ของ Quantum Computer ที่เก่งกว่าคอมปกติ
5
--- เหนือ Sycamore ของ Google ยังมี Jiuzhang ของจีน ---
4
ระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมของจีน Jiuzhang ตัวใหม่นี้เมื่อเปรียบเทียบกับ Super Computer ที่เร็วเป็นอันดับที่ 3 ของโลกอย่าง Sunway TaihuLight ของจีน ในงานเดียวกันสามารถทำเสร็จภายใน 200 วินาที ในขณะที่ Sunway TaihuLigh ต้องใช้เวลาถึง 2.5 พันล้านปี
5
แล้วถ้าเปรียบเทียบกับ Sycamore ของ Google ที่เป็น Supremacy ตัวแรกละ?
1
นักวิจัยและพัฒนาประเมินว่า Jiuzhang เร็วกว่าหลายหมื่นล้านเท่า เนื่องมาจากการออกแบบที่มีความเสถียรกว่า การทำงานของ Quantum ของ Google จะขึ้นอยู่กับวงจรตัวนำที่ต้องรักษาความเย็นที่ระดับศูนย์องศาสมบูรณ์ หรือต้องอยู่ในภาวะเย็นมากๆ ในขณะที่ Jiuzhang จะทำงานโดยใช้โฟตอน
5
แต่สุดท้ายแล้วก็ยังต้องพิจารณาทั้งเรื่องของความเสถียร และความยืดหยุ่นในการประมวลผลของงานชิ้นหนึ่งด้วย ต้องรอดูต่อไปว่าสุดท้ายแล้วในด้าน Quantum Computing ใครจะขึ้นมาเป็นผู้นำ
5
--- เทคโนโลยี Quantum จะส่งผลกระทบกับอะไรบ้าง ---
1
1.ความปลอดภัยในโลกดิจิตอล (Online security)
1
เมื่อเทคโลโยนี Quantum พัฒนาไปถึงจุดที่สามารถใช้งานได้แพร่หลายแล้ว การเข้ารหัสปัจจุบันที่เป็นการเข้ารหัสรหัสผ่านที่สำคัญของเราต่างๆไม่ว่าจะเป็นพาสเวิร์ดเข้าเว็ปไซต์ ไปจนถึงรหัสที่ใช้ในการทำธุรกรรมทางการเงินต่างๆ จะสามารถถูกถอดรหัสหรือ “Crack the Code” ได้เพียงไม่กี่วินาที แต่อย่างไรก็ตามปัจจุบันก็ได้มีการพัฒนาวิธีการเข้ารหัสแบบควอนตัมเพื่อทำให้มีความปลอดภัยมากขึ้นเช่นกัน
4
2.การพัฒนายา(Drug development)
1
ในการพัฒนายาที่มีประสิทธิภาพนักเคมีจำเป็นต้องประเมินปฏิสัมพันธ์ระหว่าง โมเลกุล โปรตีน และ สารเคมีเพื่อดูว่ายาจะปรับปรุงเงื่อนไขบางอย่างหรือรักษาโรคได้หรือไม่ เพราะฉะนั้นจะเกิด Combination จำนวนมากอาจเป็นล้านรูปแบบที่ต้องวิเคราะห์ เป็นสาเหตุที่ทำไมการพัฒนายาตัวหนึ่งถึงต้องใช้เวลา
6
เมื่อ Quantum Computer มาถึงการจับคู่ ไม่ว่าจะจำนวนกี่ล้านก็ตามคงไม่ใช่เรื่องยากอีกต่อไปจะทำให้ได้ยาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และได้ผลลัพธ์ที่เร็วขึ้นด้วย นอกจากนี้การพัฒนายาให้เป็นยาบุคคลก็เป็นไปได้เนื่องจากความเร็วในการประมวลผลทำให้สามารถวิเคราะห์ได้มากขึ้นโดยใช้ยีนของมนุษย์ในการวิเคราะห์ตัวยาร่วมด้วย
4
3.การทำนายสภาพอากาศ และภัยพิบัติทางธรรมชาติที่แม่นยำมากขึ้น(Improve weather forecasting and climate change predictions)
1
ในปัจจุบันการทำนายสภาพอากาศความแม่นยำค่อนข้างน้อยจนบางครั้งคนชอบแซวว่ามันคือเกมแห่งการเดาสุ่ม แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองที่ใช้ในปัจจุบันยังไม่มีประสิทธิภาพพอ
4
การมาของ Quantum Computer จะช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาสร้างแบบจำลองโดยการรวบรวมข้อมูลมาใช้ในการสร้างแบบจำลองได้มากขึ้น และปัจจุบัน UK Met Office ศูนย์ให้ข้อมูลสภาพอากาศแห่งชาติของอังกฤษเริ่มลงทุนในการพัฒนา Quantum Computing เพื่อนำมาใช้ในการพยากรณ์อากาศแล้ว
1
4.การควบคุมจราจร(Traffic control)
3
ไม่ว่าจะเป็นบนบก อากาศ หรือทางน้ำ Quantum Computer จะช่วยให้การจราจรคล่องตัวมากขึ้น โดยสามารถคำนวณเส้นทางที่เหมาะสมพร้อมกันได้อย่างรวดเร็วซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดตารางเวลาได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดปัญหาการจราจรติดขัด
1
5.Blockchain
การพัฒนา Quantum Computers ส่งผลให้เกิดความเสี่ยงในการเข้ารหัสในปัจจุบันที่ใช้ปกป้องข้อมูลส่วนใหญ่บนอินเตอร์เน็ต รวมถึงอัลกอริธึมการเข้ารหัสที่ Bitcoin ใช้ด้วย แต่อย่างไรก็ตามมันก็ยังถือเป็นการเข้ารหัสที่ปลอดภัยเป็นอีกหลายๆปี
4
ซึ่งในอนาคตเทคโนโลยี Quantum ก็จะเป็นตัวผลักดันให้มีการพัฒนาการเข้ารหัสรูปแบบใหม่ๆที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น Bitcoin ก็สามารถอัพเกรด Code สำหรับการเข้ารหัสที่เรียกว่า ‘post-quantum cryptography’ เพื่อป้องกันการใช้เทคโนโลยีควอนตัมในการถอดรหัสได้เช่นกัน
3
Andreas Antonopoulos ผู้เชี่ยวชาญด้าน Blockchain กล่าวว่า
เรื่องที่น่าเป็นห่วงไม่ใช่ Bicoin คือถ้ามันมี Quantum Computers ที่สามารถถอดรหัส Bitcoin ได้แล้วเนี้ยมันมีปัญหาที่ใหญ่กว่านั้นเยอะ ไม่ว่าจะเป็นการเจาะระบบการเงิน ไปจนถึงการถอดรหัสลับที่ใช้ในการสงคราม
2
6.War
ลองนึกดูว่าถ้าจีนประสบความสำเร็จด้าน Quantum ก่อนอเมริกา แล้วสามารถดักข้อมูลรหัสลับหรือข้อมูลของอเมริกาได้ อาจจะสามารถถอดรหัสแล้วนำมาใช้ประโยชน์โดยใช้เวลาไม่กี่วินาที แต่กลับกันถ้าอเมริกาได้ข้อมูลไปโดยที่เทคโนโลยี Quantum ด้อยกว่าก็อาจจะใช้เวลาเป็นเดือน แค่นี้ก็ทำให้ทิศทางของอำนาจต่างกันมากพอสมควร ยังไม่รวมถึงเทคโนโลยีอื่นๆอย่างเช่น AI ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการใช้ในสงครามเช่นกัน
3
----- Quantum Computing หนึ่งในกุญแจสู่ภาวะเอกฐานทางเทคโนโลยี(Technological Singularity) ----
2
ตอนแรกแอดตั้งใจจะเขียนอยู่ในข้อที่ 7 แต่ต้องแยกออกมาเพราะจริงๆแล้ว เรืองนี้น่าจะเป็นเรื่องที่ใหญ่ที่สุด และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นคงเรียกได้ว่าลืมการถือกำเนิดของอินเตอร์เนตในปี 1969 ได้เลย
1
Technological Singularity หรือ “ภาวะเอกฐานทางเทคโนโลยี” คือสมมติภาพในอนาคตที่อัตราความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนปัญญาประดิษฐ์ (AI) มีศักยภาพเหนือกว่ามนุษย์ในทุกๆ ด้าน กลายเป็น Artificial Super Intelligence (ASI) และเกิด Intelligence Explosion หรือ “การระเบิดทางสติปัญญา” ที่จะทำให้ ASI ฉลาดขึ้นถึงขีดสุดจนมนุษย์ไม่อาจควบคุมหรือเข้าใจมันได้อีกต่อไป
8
ก่อนจะไปถึงการใช้ Quantum Computing ขอเริ่มที่กฎของมัวร์ก่อน
2
กฎของมัวร์ (Moore's law) เกิดจากแนวคิดของ กอร์ดอน มัวร์ (Gordon E. Moore) อดีต CEO และผู้ร่วมก่อตั้ง บริษัทอินเทล โดยมัวร์ได้อธิบายแนวคิดในรายงานของเขาเมื่อปี 1965 ว่า จํานวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถบรรจุลงในชิพจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุกสองปี( ความเร็วของการประมวลผลคอมพิวเตอร์ ความจุของแรม อุปกรณ์บันทึกฮารดดิสต์ ตัวเซ็นเซอร์ จำนวนพิกเซลหน้าจอ หรือความสามารถของกล้องดิจิทัล ฯลฯ) โดยมัวร์ได้สังเกตสิ่งที่เกิดตั้งแต่ปี 1958 มาจนถึงปี 1965 และได้นำมาทำการคาดการณ์สิ่งที่จะเกิดในอนาคตไปอีกสิบปี
7
กฎของมัวร์ได้อธิบายแรงการขับเคลื่อนของเทคโนโลยี ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 ไปจนถึงต้นศตวรรษที่ 21 กฎนี้ได้ผ่านการถูกพิสูจน์มาอย่างต่อเนื่องมากกว่าห้าสิบปี และยังมีการคาดการณ์ไว้ว่าจะใช้ได้จนถึงปี 2020 หรืออาจมากกว่านั้น
3
การมาของ Quantum Technology
นักพัฒนาคาดว่าการมาของ Quantum Computer จะเป็นจุดสิ้นสุดของกฎของมัวร์ ดูได้จากกำลังการประมวลผลที่เหนือกว่าคอมทั่วไป( Classical Computers ) เป็นหลักหมื่นล้านเท่า เพราะฉะนั้นมันจะไม่ใช่เป็นการเพิ่มขึ้นแค่สองเท่าอีกต่อไป
2
ดูได้จาก Roadmap ของ IBM ที่วางแพลนไว้ว่าในปี 2023 จะเปิดตัว Quantum Processor ที่ 1,121 Qubits เปรียบเทียบกับ Sycamore ที่เป็น Supremacy ตัวแรกที่ใช้แค่ 53 Qubits คงไม่ต้องบอกว่าในปี 2023 เราจะมี Quantum Computer ที่มีกำลังประมวลผลในระดับไหน
3
Quantum Technology ส่งผลกระทบต่อ AI มากน้อยแค่ไหน?
2
ปัจจุบัน Classical Computers ได้พัฒนา AI ในเรื่องเฉพาะ( Specific Tasks) ที่เรียกว่า Narrow AI ตัวอย่างเช่น AlphaGo Zero ที่มีความสามารถชนะนักแข่งที่เป็นมนุษ์ที่เก่งที่สุดในโลก หรือแม้แต่ AI ตัวก่อนอย่าง AlphaGo ก็ไม่เคยชนะ AlphaGo Zero แม้แต่ครั้งเดียว อย่างไรก็ตาม AI ตัวนี้ก็เข้าใกล้ขีดจำกัดของการพัฒนาโดยใช้ Classical Computers แล้ว
4
การมาของ Quantum Technology จะทำให้ต้นทุนการประมวลผลลดลงอย่างมาก และไปถึงจุดที่ Classical Computers ไม่สามารถไปถึงได้ นำมาใช้ในการเทรน Neural Network ที่เป็นสถาปัตยกรรม AI ที่นิยมมากที่สุดในปัจจุบัน จนไปสู่การสร้าง General AI หรือ AI ที่มีความใกล้เคียงมนุษย์สูงมากจนอาจนำไปสู่การปลดล็อคภาวะเอกฐานทางเทคโนโลยี(Technological Singularity) ได้ในอนาคต
1
โฆษณา