Quantum Computer เทคโนโลยีที่จะ “เปลี่ยนแปลงโลก” ในอนาคต
เราอาจเคยได้ยิน cryptocurrency, bitcoin, blockchain, AI, machine learning, deep learning
แต่เราอาจไม่เคยได้ยิน Quantum Computer ซึ่งถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีความสำคัญมากที่จะเปลี่ยนแปลงโลกให้ดีขึ้นได้ในอนาคต
“ เทคโนโลยีควอนตัมมีความสำคัญมากเกินกว่าที่จะปล่อยให้เกิดการละเลย
หรือการไม่ให้ความสนใจ!“
Artur Ekert ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยเทคโนโลยีควอนตัม (COT) มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ (NUS) และมหาวิทยาลัย Oxford สหราชอาณาจักร กล่าว
Quantum คืออะไร?
Quantum คือสาขาหนึ่งในวิชาฟิสิกส์สมัยใหม่ ที่ศึกษาปรากฏการณ์อันเกิดขึ้นในระดับอะตอมที่พลังงานต่ำ ๆ
ซึ่งหลาย ๆ ปรากฏการณ์จะไม่ตรงกับ common sense ของมนุษย์ เช่น อิเล็กตรอนสามารถอยู่สองแห่งในเวลาเดียวกันได้ หรืออิเล็กตรอนที่ห่างกันไกล ๆ สามารถ "สื่อสาร" กันได้โดยไม่ต้องส่งสัญญาณใด
ซึ่งปรากฏการณ์แปลกประหลาดเหล่านี้โดยทั่วไปจะหายไปที่อุณหภูมิสูงทำให้ไม่สามารถสังเกตเห็นปรากฏการณ์เชิงควอนตัมในชีวิตประจำวัน และ “Quantum Technology” หรือ “Quantum Computer” คือเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับควบคุมคุณสมบัติเชิงควอนตัมให้สามารถนำมาใช้ในชีวิตประจำวันหรือใช้ประโยชน์ในการวิจัยได้
เมื่อเทคโนโลยีควอนตัมถูกพัฒนาขึ้นอย่างเต็มที่แล้วโลกหลังจากที่มีเทคโนโลยีควอนตัมจะต่างจากโลกปัจจุบันอย่างไร?
เรื่องนี้คาดเดาได้ยาก ให้ลองนึกภาพว่า ถ้าย้อนเวลากลับไปสัมภาษณ์ Charles Bennett นักวิทยาศาสตร์ชื่อดังที่กำลังสร้างเครื่องมือคำนวณในอดีตซึ่งภายหลังได้รับการยอมรับว่าเป็นต้นแบบของคอมพิวเตอร์ยุคต่อมา
แล้วถามเขาในเวลาอดีตนั้นว่าเครื่องมือนั้นมีประโยชน์อย่างไร? แน่นอนว่าจะไม่มีทางคาดคิดได้ก่อนเลยว่าจะเกิดมี เฟซบุ๊ค อินเทอร์เน็ต เกม หรือแอปต่าง ๆ ตามมา
สำหรับ Charles Bennett เองแล้วเขาต้องการสร้างเครื่องมือที่ทำตัวตามทฤษฎีทางคณิตศาสตร์บางทฤษฎี และคิดว่าอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นน่าจะเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ แต่ก็ไม่รู้แน่ชัดว่าคืออะไร
ดังนั้นในทำนองเดียวกัน ก็ไม่ทราบจริง ๆ ว่าเทคโนโลยีควอนตัมจะพาไปสู่อะไรในอนาคตหาซึ่งก็บอกได้เพียงว่าจะเกิดมีเครื่องมือวัดที่มีความไวสูงและแม่นเที่ยงตรงซึ่งจะนำไปสู่การพัฒนาในหลาย ๆ ด้านต่อได้
เช่น การพัฒนายารักษาโรค (วัคซีน Covid-19 จะผลิตได้เร็วกว่านี้มาก) ระบบนำทาง (GPS) ที่มีความแม่นยำสูง เป็นต้น โดยปกติมักจะพบการกล่าวถึงการประยุกต์เทคโนโลยีควอนตัมกับเรื่องควอนตัมคอมพิวเตอร์ เครื่องจำลองสถานะเชิงควอนตัม และการสื่อสารเชิงควอนตัม
แต่การประยุกต์ใช้แกนหลักอาจจะไปอยู่ที่การออกแบบวัสดุ หรือตัวยาต่าง ๆ เชิงควอนตัมด้วย ซึ่งเป็นการออกแบบในระดับอะตอมเดี่ยว นั่นหมายถึงเป็นงานที่จะควบคุมให้ได้ว่าจะวางอะตอมไว้ตรงส่วนไหนแล้วให้มันมีปฏิกิริยาใดกับระบบ และหากสามารถนำเทคโนโลยีควอนตัมดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ด้านปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้ด้วยอีกก็คิดว่าจะเป็นการพัฒนาที่น่าสนใจทีเดียว
Quantum Computer เป็นการนำ หลักการของ Quantum มาใช้ประโยชน์เพื่อทำให้โลกใบนี้ดีขึ้น และน่าอยู่ขึ้น และคาดว่าสามารถนำมาแก้ไขปัญหาหลายๆอย่าง สมมติเรามีปัญหาของทั้งโลกที่แก้ปัญหาได้แล้วเท่ากับลูกบอล แต่ปัญหาทั้งหมดมีขนาดเท่าโลก Quantum Technology เป็นการทำให้เราแก้ปัญหาต่างๆได้เท่า สนามฟุตบอล เมืองๆหนึ่ง หรือ มากขึ้นเรื่อยๆ (นี่เป็นการเปรียบเทียบให้เห็นภาพครับ)
รถยนต์ไร้คนขับ ปัญญาประดิษฐ์ หุ่นยนต์ จะพัฒนาอย่างก้าวกระโดดจนคาดไม่ถึง
และเทคโนโลยีนี้ คาดว่าจะสามารถแก้ปัญหาโดยเฉพาะปัญหาที่น่าอึดอัดของมนุษยชาติ และทำให้โลกใบนี้น่าอยู่ขึ้นครับ
Quantum Computer ที่ตอนนี้บริษัทยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีไม่ว่า กูเกิล, ไมโครชอฟท์, ไอบีเอ็ม หรือประเทศมหาอำนาจ เช่น สหรัฐอเมริกา จีน และยุโรป ต่างทุ่มทุนในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้อย่างเอาจริงเอาจัง
วารสาร MIT Technology Review ยกให้ Quantum Computer เป็น 1 ใน 10 เทคโนโลยีสุดล้ำแห่งปี 2017
อย่างไรก็ตาม Quantum Computer ก็อาจมีอันตรายที่เกิดขึ้น (ระบบความปลอดภัยแบบ ดิจิตัลในปัจจุบัน ที่เป็นรหัสRSA ที่จะต้องใช้เวลาถอดรหัสเป็นพันปี พูดง่ายๆคือ ปลอดภัยแน่นอน) แต่ Quantum Computer สามารถถอดรหัส RSA ได้ภายใน 3 นาที
จึงต้องมีสิ่งหนึ่งที่เรียกว่า รหัสลับเชิงควอนตัม (Quantum Cryptography) ซึ่ง รหัสลับเชิงควอนตัม (Quantum Cryptography) มีหลักการคือ ควอนตัม (quantum) เป็นปริมาณทางกายภาพที่เล็กที่สุดที่ไม่สามารถแบ่งแยกได้อีก สำหรับแสงที่ใช้ในการสื่อสารจะมีหน่วยเป็นโฟตอน (photon)
วิทยาการรหัสลับควอนตัม อาศัยคุณสมบัติทางควอนตัมของโฟตอนหน่วยเดียว ที่ว่าไม่มีใครสามารถคัดลอกสถานะทางควอนตัมของโฟตอนเดี่ยวได้ โดยไม่เปลี่ยนแปลงสถานะตั้งเดิมของมัน เมื่อนำมาใช้เป็นรหัสจึงทำให้มั่นใจได้ว่าการสื่อสารด้วยเทคโนโลยีนี้ปลอดภัยสูงสุด
ควอนตัมคอมพิวเตอร์ มีหน่วยประมวลผลเรียก ‘คิวบิท’ (qubit) ย่อมาจาก ควอนตัมบิท ซึ่งจะมีพลังและวิธีการประมวลผลที่ต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไปตามกฎของควอนตัม
ถ้าเปรียบหน่วยประมวลผลปกติ 1 bit คือเป็น 0 หรือ 1 แต่ 1 qubit สามารถเป็น 0 และ 1 ได้ในเวลาเดียวกัน
ซึ่งจะทำให้ Quantum Computer เร็วกว่า คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิค มากมายมหาศาล
“ควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดหน่วยประมวลผล 50 qubits จะมีศักยภาพการคำนวณหรือหน่วยความจำใหญ่เทียบเท่าหรือมากกว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ (ลองคิดดูว่า 2 ยกกำลัง 50 มีค่าเท่ากับเท่าไหร่ : 1125.9 ล้านล้าน)
“และถ้ามี 300 qubits หน่วยความจำของควอนตัมคอมพิวเตอร์ก็จะมีมากกว่าจำนวนอะตอมที่มีอยู่ทั้งหมดในหนึ่งจักรวาล” (ลองคิดดูว่า 2 ยกกำลัง 300 มีค่าเท่ากับเท่าไหร่ : 2.04 ล้านๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆๆ (มีคำว่า “ล้าน” 15 คำ))
วันนี้ทฤษฎีการสร้างคอมพิวเตอร์เชิงควอนตัม ดร.จิรวัฒน์ ตั้งปณิธานนท์ (CEO & Co-founder QTFT: Quantum Technology Foundation Thailand) บอกว่าชัดเจนแล้ว เหลือแค่การทำให้เกิดขึ้นจริง และใช้ได้จริง ซึ่งตอนนี้อยู่ในช่วงของการพัฒนา เพราะประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมขึ้นอยู่กับการควบคุมจำนวนอะตอมที่ทำงานร่วมกัน
ยิ่งควบคุมจำนวนอะตอมได้เยอะเท่าไร ประสิทธิภาพการคำนวณจะสูงขึ้นเท่านั้น
ปัจจุบันสถิติการควบคุมอะตอมสูงสุดคือ 50 ตัวหรือ 50 คิวบิต (1 อะตอม = 1 คิวบิต)
แต่จำนวนหลักสิบนี้แค่อยู่ในระยะเริ่มต้นเท่าน้ัน เพราะบทความ Practical Quantum Computers ใน MIT Technology Review ระบุเป็นนัยว่า โลกจะถูก disrupt และเปลี่ยนแปลงในทางที่ดีขึ้น อย่างแท้จริง ถ้า Quantum Computer พัฒนาถึง 100,000 คิวบิต
อะตอมมีขนาดเล็กมาก แต่ถ้ามี 100,000 อะตอม หรือ 100,000 Qubit รวมพลังกัน ก็สามารถเปลี่ยนแปลงโลกได้ คนตัวเล็กๆ แต่ถ้ารวมพลังกัน ร่วมมือกัน ก็สามารถเปลี่ยนแปลงโลกให้ดีขึ้นได้
อันนี้จริงนะครับ ไม่ใช่แค่พูดลอยๆ ประเทศญี่ปุ่น กับประเทศฟินแลนด์ พัฒนาได้จนถึงทุกวันนี้ เพราะคนในประเทศร่วมมือกัน อ่านเพิ่มเติมได้ที่ “ในอีก 10-20 ปีข้างหน้า ประเทศไทยจะเป็นประเทศที่พัฒนาแล้วได้หรือไม่” https://www.blockdit.com/posts/607e7f6e38aed70a8ab9a383
กลับเข้าเรื่องกันต่อ ถ้าจุดหมายคือ 100% ตอนนี้เรามาถึง 50% แล้ว เพราะเมื่อยี่สิบปีที่แล้ว เรายังไม่รู้เลยว่าจะควบคุมอะตอมได้ยังไง แต่ตอนนี้เรารู้วิธีควบคุมได้แล้ว ปัญหาคือจะควบคุมอะตอมหลายๆ ตัวได้ยังไง
แต่จุดที่น่าสนใจคือ เราไม่ต้องรอให้ถึง 100% ก็ได้ แค่ทำได้ 70-80% เราก็สามารถใช้ประโยชน์จาก ‘การทำงานเฉพาะอย่าง’ ได้มากกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปแล้ว
ต่อมา เราลองมาทำความรู้จัก Hype Cycle กราฟหยั่งรู้อนาคตรูปร่างหน้าตาเหมือนคลื่นรูปงูสะบัดหางนี้กันมันบรรจุสารพันเทคโนโลยีที่ทั้งคุ้นกำลังดังและร้อนแรงรวมถึงควอนตัมที่ว่านี้ด้วยเส้นสายลายทางของ บริษัท Gartner นี้นั้น
ถูกนำมาใช้ในการวางแผนงานอย่างกว้างขวางของปี พ.ศ. 2556 สร้างจากข้อมูลมากกว่าสองพันชนิดเทคโนโลยีที่แบ่งออกเป็น 98 กลุ่มโดยมีลักษณะ 5 ช่วงคือ
1. “ Technology Trigger”-ช่วงทางเลือกเป็นช่วงที่เทคโนโลยีนั้นเพิ่งจะได้เผยตัวหรือกำลังเป็นที่สนใจของสื่อสารมวลชนแน่นอนว่าการคำนวณเชิงควอนตัม (Quantum Computing) ถูกจัดอยู่ในช่วงปีนเขานี้ที่ยังสูงชัน และเสี่ยงช่วงเวลาแห่งทางเลือกนี้
หากหมายถึง บริษัท ก็จะเป็นพวกเปิดกิจการใหม่กับผลิตภัณฑ์ชิ้นแรก ๆ ราคาสูงเทคโนโลยีที่มีการสำรวจกลุ่มนี้มี BioChips ที่ต้องใช้เวลาอีกมากหลายปี และการสั่งคอมพิวเตอร์ด้วยสมอง (Brain Computer interface) เป็นต้น
2. "Peak of Inflated Expectations”-ช่วงทางลมช่วงถัดมานี้มีความน่าสนใจที่อาจจะเกินกว่าความจริงหรือลอยลมเทคโนโลยีนั้น ๆ ได้รับการคาดหวังที่สูงมากและเกิดการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วมีทั้งสำเร็จบ้างและไม่สำเร็จบ้างไปสักพักและอาจมีมุมกระทบหรือข่าวด้านลบเกิดขึ้นด้วยตัวอย่างที่น่าสนใจมากคือ" อินเทอร์เน็ตทุกสิ่ง (Internet of Things)
3. "Trough of Disillusionment”-ช่วงทางลงเป็นช่วงขาลงไม่ปรากฏข่าวเพราะคุ้นเคยกันมากแล้วหากผ่านวิกฤตต่ำสุดหรือความคาดหวังสุดขีดไปแล้วของช่วงนี้ก็จะผ่านเข้าไปสู่เป้าประสงค์ในระยะต่อไปได้ เช่น Cloud computing
4. " Slope of Enlightenment "-ช่วงทางเรียบช่วงที่สังคมผู้คนตระหนักรู้และให้การยอมรับแล้วว่าเป็นเทคโนโลยีที่จำเป็นหากเป็นผลิตภัณฑ์ก็อาจเข้าสู่รุ่นใหม่ ๆ หลากหลายแล้วดังตัวอย่างของเทคโนโลยีการระบุตำแหน่ง
5. " Plateau of Productivity”-ช่วงทางรักเข้าสู่ยุคคงที่ของเทคโนโลยีเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปและนำไปใช้เกิดประโยชน์ในชีวิตจนเป็นปกติแล้วอาทิเทคโนโลยีการรู้จำเสียงเพื่อสั่งการ เช่น สั่งโทรศัพท์ด้วยเสียงแทนการกดปุ่มหรือ Speech recognition เป็นต้น
เมื่อมองเพ่งลงไปควอนตัมคอมพิวเตอร์ยังอยู่ที่บันไดทางขึ้นที่สูงชัน และจะใช้เวลาอีกมากกว่า 10 ปีถึงจะพ้นยอดเขาไปให้โลกได้ร่ำลือ
สถานการณ์การลงทุนค้นคว้า Quantum Technology ในปัจจุบัน
แต่อย่างไรก็ตาม แม้จะมีเงินทุนไม่มากนัก แต่เริ่มมีในส่วนของกำลังบุคลากร
นักวิจัย ทางด้าน Quantum Technology ในไทยมีการ “ร่วมมือกัน” เป็นเครือข่าย กระจายอยู่ทั่วประเทศไทย และริเริ่มสร้าง “ความร่วมมือ”
เพื่อทำโครงการศึกษาค้นคว้า Quantum Technology ในระดับชาติ และทำให้ประเทศ และสังคม พัฒนา
สิ่งที่ Artur Ekert อยากฝาก หรือแนะนำถึง วงการเทคโนโลยีควอนตัมของประเทศไทย คือ
ไม่แน่ใจกับสิ่งที่อยากให้แนะนำนั้นคืออะไร !
แต่ความเห็นทั่วไปที่สามารถกล่าวถึงได้ก็คือ
“เทคโนโลยีควอนตัมมีความสำคัญมากเกินกว่าที่จะปล่อยให้เกิดการละเลยหรือการไม่ให้ความสนใจ!“
การจะเข้าใจอนาคตของโลกอันใกล้ที่ดีกว่าได้นั้น ผู้ที่เกี่ยวข้องควรคุ้นเคยกับหลักการพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัม และเทคโนโลยีที่อยู่บนพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัม
อ้างอิง: รูป รส กลิ่น เสียง สัมผัส ไอทีควอนตัม (1) (Quantum Information Technology)
รูป รส กลิ่น เสียง สัมผัส ไอทีควอนตัม (2) (การประยุกต์ ควอนตัม)
รูป รส กลิ่น เสียง สัมผัส ไอทีควอนตัม (3)(คอมพิวเตอร์ เชิงควอนตัม)
- 38
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
