10 เรื่องต้องขยายเกี่ยวกับ Quantum Computer เทคโนโลยีที่จะเปลี่ยนโลกในทศวรรษถัดไป

ข่าวการเปิดตัวต้นแบบควอนตัมคอมพิวเตอร์ (Quantum Computer) ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกของจีน ด้วยความเร็ว 1 มิลลิวินาที หรือเร็วกว่าสุดยอดซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของโลกถึง "หนึ่งล้านล้านล้านล้านเท่า" (Septillion) เมื่อไม่นานนี้ ทำให้เทคโนโลยีสุดล้ำนี้เรียกเสียงฮือฮาได้อีกครั้ง หลังจากที่ก่อนหน้านั้น ในปี 2019 Google ได้ประกาศว่าสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ปัจจุบันนับหมื่นเท่า 

ว่ากันว่านี่คือเทคโนโลยีที่จะเปลี่ยนโลกในทศวรรษถัดไป และตอนนี้บริษัทชั้นนำระดับโลกด้านเทคโนโลยีหลายแห่ง รวมถึงประเทศมหาอำนาจยักษ์ใหญ่ต่างทุ่มทุนในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้อย่างเอาจริงเอาจัง ขณะที่คนธรรมดาอย่างเรา ๆ อาจกำลังสงสัยว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์แท้จริงแล้วคืออะไรกันแน่ และจะส่งผลต่อชีวิตคนเราอย่างไรในอนาคต และนี่ก็คือ 10 ประเด็นเด่นที่จะทำให้สามารถพูดกับใคร ๆ เกี่ยวกับควอนตัมคอมพิวเตอร์ได้ประหนึ่งผู้เชี่ยวชาญ

1. ควอนตัมคอมพิวเตอร์คืออะไร - ควอนตัมคอมพิวเตอร์คือ ระบบคอมพิวเตอร์ที่ทำงานด้วยศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีฟิสิกส์ควอนตัม ด้วยการนำคุณสมบัติของอะตอมมาใช้ในการประมวลผลข้อมูล ทำให้มีการประมวลผลที่เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปมหาศาล ปัจจุบันยังถูกใช้อย่างจำกัดในวงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น เนื่องจากยังมีความสามารถอีกหลายด้านที่ยังไม่ถูกค้นพบ รวมถึงต้องใช้ข้อมูลปริมาณมหาศาลเพื่อให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์แสดงประสิทธิภาพได้อย่างเต็มที่
   
   
   
   
2. ควอนตัมคอมพิวเตอร์เกิดขึ้นเมื่อใด - แม้คนทั่วไปอาจไม่คุ้นเคยนักกับฟิสิกส์ควอนตัม แต่ความจริงแล้วศาสตร์นี้ได้รับการพัฒนามาตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1900 โดยกลุ่มนักฟิสิกส์ที่พยายามจะอธิบายความสัมพันธ์ของปรากฏการณ์ในระดับอะตอม ในช่วง 100 ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีควอนตัมถูกนำไปเป็นพื้นฐานในการพัฒนาอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และทำให้เกิดอุปกรณ์อำนวยความสะดวกมากมาย ที่ใกล้ตัวหน่อยก็อย่างโน้ตบุ๊ก สมาร์ตโฟน เครื่องมือทางการแพทย์ ปัจจุบันเราอยู่ในช่วงเวลาของเทคโนโลยีควอนตัมยุคใหม่ที่มีศักยภาพในการทำงานอย่างแม่นยำ รวดเร็ว และปลอดภัยมากขึ้น ถือได้ว่าฟิสิกส์ควอนตัมทำให้โลกก้าวเข้าสู่ยุคคอมพิวเตอร์และยุคสารสนเทศอย่างทุกวันนี้ และจะยิ่งเปลี่ยนแปลงมากขึ้นไปอีกในอนาคต
   
   
   
   
3. ควอนตัมคอมพิวเตอร์ต่างกับคอมพิวเตอร์ทั่วไปอย่างไร - คำอธิบายในเรื่องที่ว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์ต่างจากคอมพิวเตอร์ธรรมดาที่เราใช้กันอยู่ที่ตรงไหน คำตอบคือระบบในการคำนวณ ระบบคอมพิวเตอร์ปัจจุบันทำงานบนระบบเลขฐานสอง โดยใช้เพียง 0 และ 1 ในการเก็บข้อมูล แต่ควอนตัมคอมพิวเตอร์จะใช้ Qubit (Quantum Bit) ซึ่งมีคุณสมบัติพิเศษที่สามารถอยู่ในสองสถานะได้ในเวลาเดียวกัน ตามหลักการทับซ้อนทางควอนตัม (Superposition) ทำให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ทำงานได้อย่างรวดเร็วเหลือเชื่อ สามารถเข้ารหัสข้อมูลได้มากขึ้น และแก้ปัญหาที่ยาวและซับซ้อนได้ในเวลาไม่กี่นาที แทนที่จะเป็นหลายปีหรือหลายทศวรรษ
   
   
   
   
4. ที่ว่าเร็วนั้น “เร็ว” ขนาดไหน - ความเร็วในการทำงานของควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่ “เร็วมาก” นั้น วารสาร MIT Technology Review ระบุว่าเป็นความเร็วที่ “เกินจะจินตนาการได้” (Nobody has yet envisioned.) ศาสตราจารย์ Catherine McGeoch จาก Amherst University กล่าวว่า ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถคำนวณได้เร็วยิ่งกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปหลายพันเท่า ทำให้คอมพิวเตอร์เรียนรู้ได้เร็วขึ้นมหาศาล และจะฉลาดขึ้นในอัตราเดียวกัน
   
   
   
   
5. ความฉลาดสุดขีดจินตนาการ - ถ้าใครยังนึกภาพไม่ออกว่าพลังประมวลผลอันเกินจินตนาการของควอนตัมคอมพิวเตอร์นั้น จะทำให้คอมพิวเตอร์และจักรกลยุคต่อไปคิดได้เร็วและฉลาดขึ้นเพียงใด นักวิทยาการคอมพิวเตอร์บางคนเปรียบเทียบว่าการประมวลผลแบบควอนตัมก็เหมือนกับการที่เราสามารถเดินไปตามเส้นทางต่าง ๆ ที่ซับซ้อนในเขาวงกตได้พร้อมกันหลายเส้นทางในเวลาเดียวกัน และจะช่วยให้คนเราไขปัญหาซับซ้อน เช่น คิดค้นยารักษาโรคชนิดใหม่ได้เร็วขึ้น ปลดล็อกระบบความปลอดภัยที่เข้ารหัสไว้แน่นหนาได้อย่างง่ายดาย ออกแบบวัสดุใหม่ ๆ หรือแก้โจทย์ที่ไม่เคยแก้ได้มาก่อน เช่น พยากรณ์แผ่นดินไหวล่วงหน้าแทนที่จะทำนายได้ก็ต่อเมื่อแผ่นดินไหวเกิดขึ้นแล้วอย่างเช่นทุกวันนี้ รวมทั้งพัฒนา AI หรือปัญญาประดิษฐ์ที่มีความฉลาดสูงขึ้นได้อีกด้วย
   
   
   
   
6. ขุมพลังมหาศาลและผลกระทบครั้งใหญ่ - จะว่าไปแล้วการมาถึงของควอนตัมคอมพิวเตอร์ไม่ต่างอะไรกับการเหยียบคันเร่งพาโลกทะยานเข้าสู่ยุค AI ที่แท้จริง ระบบต่าง ๆ ที่มีอยู่จะกลายเป็นสิ่งไร้ประสิทธิภาพและถูกรื้อถอน การเข้ารหัสที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน รวมไปถึงการเข้ารหัสลับของรัฐบาลหรือองค์กรระหว่างประเทศจะไม่ปลอดภัยอีกต่อไป ระบบการเงิน การปกครอง เศรษฐกิจ การสื่อสาร และอื่น ๆ ที่เราใช้กันอยู่บนโลกนี้จะพังทลายลง เพราะควอนตัมคอมพิวเตอร์ใช้เวลาเพียงแค่ไม่กี่นาทีในการเจาะระบบ ด้วยพลังการประมวลผลข้อมูลที่สูงมากระดับนี้ อะไรที่คาดว่าน่าจะแฮ็กไม่ได้ ระบบควอนตัมคอมพิวเตอร์จึงสามารถแฮ็กได้อย่างง่ายดาย และอาจส่งผลกระทบเป็นวงกว้างเรื่องความปลอดภัยทางไซเบอร์ในอนาคต
   
   
   
   
7. โจทย์ใหญ่ที่ยังต้องแก้ - แม้ควอนตัมคอมพิวเตอร์จะได้รับความนิยมแพร่หลายในอนาคตอันใกล้ แต่โจทย์ใหญ่ของเทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่ยังรอการแก้ไขและพัฒนา คือการควบคุมอะตอมที่มีธรรมชาติไม่อยู่นิ่งหลาย ๆ ตัวให้ทำงานร่วมกันได้ ขณะเดียวกันการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมนี้ ปัจจุบันยังอยู่ในห้องทดลองเป็นหลัก เทคโนโลยีต่าง  ๆ ที่จะรองรับยังไม่สามารถทำในเชิงพาณิชย์ได้จริง แต่ถึงอย่างนั้นก็คาดกันว่า นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้ในช่วงเวลาอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้า
   
   
   
   
8. โลกจะถูกดิสรัปต์ (อีกครั้ง) - ในอนาคตหลังจากควอนตัมคอมพิวเตอร์เดินหน้าเต็มที่แล้ว โลกของเราจะก้าวเข้าสู่พรมแดนใหม่ เหมือนที่ครั้งหนึ่งเปลี่ยนจากแอนาล็อกมาสู่ดิจิทัล ต่อไประบบดิจิทัลทั้งโลกจะถูกรื้อทิ้งและแทนที่ด้วยระบบที่ปลอดภัยกว่าและดีกว่าในทุกมิติ เมื่อถึงวันนั้นที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ถูกนำมาใช้แทนระบบคอมพิวเตอร์แบบเก่า ชีวิตของเราทุกคนจะเปลี่ยนไปแบบหน้ามือเป็นหลังมือ เรียกได้ว่านี่คือเทคโนโลยีเปลี่ยนโลกอย่างแท้จริง
   
   
   
   
9. การนำมาใช้จริง - คาดกันว่าในอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้าจะมีการนำเทคโนโลยีควอนตัมมาใช้ในเชิงพาณิชย์ เทคโนโลยีนี้จะมาเป็นเทคโนโลยีพื้นฐานที่จะผลักดันเทคโนโลยีด้านอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นปัญญาประดิษฐ์ บล็อกเชน หรือระบบเซ็นเซอร์ต่าง ๆ ให้ก้าวกระโดดขึ้นไปอีกขั้น ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมานี้ บริษัทเทคโนโลยีชั้นนำต่างแข่งขันกันอย่างดุเดือดเพื่อพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่ดีกว่า ไม่ว่าจะเป็น Google, IBM, Intel, Amazon, Microsoft, Alibaba, Lockheed Martin, Airbus และอีกมากมาย โดยปี 2021 ตลาดควอนตัมคอมพิวเตอร์ทั่วโลกคาดว่ามีมูลค่า 487.4 ล้านเหรียญสหรัฐ และคาดว่าจะพุ่งสูงถึง 3,728.4 ล้านเหรียญภายในปี 2030 โดยพลังการประมวลผลของควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถเร่งกระบวนการในภาคส่วนต่าง ๆ ตั้งแต่วงการวัสดุศาสตร์ไปจนถึงเคมีทางการแพทย์ และแน่นอนว่าในฐานะผู้บริโภค เราทุกคนจะได้รับผลกระทบจากเทคโนโลยีที่ว่านี้
   
   
   
   
10. ควอนตัมเทคโนโลยีในไทย - สำหรับบ้านเราเองมีการตื่นตัวเรื่องเทคโนโลยีควอนตัมเช่นกัน นอกจากจะมีห้องปฏิบัติการระบบกักขังอะตอมเดี่ยวที่มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ร่วมมือกับศูนย์ความเป็นเลิศด้านฟิสิกส์ (ThEP) ยังมีกลุ่มนักวิจัยควอนตัมเทคโนโลยีที่สถาบันการศึกษาหลายแห่ง เช่น มหาวิทยาลัยมหิดล มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย รวมทั้งยังมีสตาร์ตอัปหน้าใหม่อย่าง Quantum Technology Endeavor (QuTE) ซึ่งช่วยผลักดันทั้งเรื่องการวิจัยควอนตัมและการถ่ายทอดความรู้ควอนตัมเทคโนโลยีสู่สังคม นอกจากนี้ยังมีมูลนิธิ QTFT เพื่อเทคโนโลยีควอนตัมแห่งประเทศไทย เพื่อเป็นสะพานเชื่อมระหว่างกลุ่มนักวิจัยและภาคอุตสาหกรรม โดยมุ่งเน้นการสร้างระบบนิเวศผ่านธีม “เทคโนโลยีควอนตัม” ซึ่งจะครอบคลุมหลากหลายเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีสารสนเทศ การสื่อสาร และระบบเซ็นเซอร์

ทุกวันนี้แม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังอยู่แค่ช่วงเริ่มต้นและยังต้องพัฒนาอีกมาก แต่ที่แน่ ๆ คือเทคโนโลยีนี้จะเปลี่ยนโลกในอนาคตให้ไม่เหมือนเดิมอีกต่อไป

ที่มา :
บทความ “5 green tech start-ups out to change the world in 2021” โดย Shannon McDonagh จาก www.euronews.com
บทความ “QuBits: Ten Things You Should Know About Quantum Computing” โดย Dawn Jenkins จาก lsuscienceblog.squarespace.com
บทความ “15 Things Everyone Should Know About Quantum Computing” โดย Bernard Marr จาก www.forbes.com
บทความ “Global Quantum Computing Market Size to Grow at a CAGR of 25.40% from 2021 to 2030” จาก www.globenewswire.com
บทความ “ทำความรู้จัก “ควอนตัม” เทคโนโลยีสุดล้ำกับผลกระทบที่มีต่อประเทศไทย” จาก www.nxpo.or.th
บทความ “สมองกลยุคควอนตัมพัฒนาไปไกลแค่ไหนแล้ว?”  จาก www.bbc.com
สัมมนา “เทคโนโลยีควอนตัม (Quantum Technology)” จาก nstdachannel.tv
บทความ “Analog then, Digital now, Quantum next.” จาก www.qtft.org

เรื่อง : เรืองศักดิ์ บุณยยาตรา