“ควอนตัมคอมพิวเตอร์” ความหวังเเละก้าวสำคัญของมวลมนุษย์ชาติ !
ยินดีต้อนรับผู้อ่านทุกท่าน วันนี้ ThaiTechTalk อยากนำบทความหรือทำนองเหมือนเรื่องเล่าฟังเพลินๆที่น่าสนใจมาให้ทุกๆท่านได้อ่านกันครับ เกียวกับเทคโนโลยีที่มีผู้วิเคราะห์หลายคน กล่าวขานว่าจะเป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในยุคทศวรรตที่ 21 กันเลยทีเดียว จะเป็น อย่างไรขอเชิญอ่านกันได้เลยคับบ
ทำไมต้องควอนตัมมม ?
ก่อนจะไปทำความรู้จักกันจริงจัง เราต้องเข้าใจกันก่อนว่าทำไมไอเจ้าควอนตัมคอมพิวเตอร์เนี้ยถึงต้องเกิดขึ้นมา โดยต้องเราย้อนไปนิ้ดส์หนึ่งในปี 1947 ซึ่งอยู่ในช่วงปฏิวัติอุตสหกรรมครั้งที่ 3 โดยช่วงเวลานั้นเทคโนโลยีการประมวลผล (compute machine) เรียกได้ว่าเป็นจุดเด่นของยุคนี้เลยก็ว่าได้
นับตั้งเเต่การค้นพบไอเจ้า “ทรานซิสเตอร์” วัสดุกึ่งตัวนำมหัษจรรย์ที่ทำหน้าที่เปรียบเสมือนสวิทช์เพื่อเปลี่ยนจากสัญญาณไฟเปิดปิดธรรมดาส่งต่อให้กับคอมพิวเตอร์ให้เป็นทุกๆอย่าง ไม่ว่าจะเป็นคำพูด,ภาพ,เสียง,เเละอื่นๆอีกมากมาย
transister
ที่นี้เนี้ยไอเจ้าวัสดุมหัษจรรย์ก็ได้รับการพัฒนา วิจัย เเละนำไปใช้เเละสร้างการเปลี่ยนแปลงอันน่าถึงอย่างมากมาย (ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์พกพา,โทรศัพท์มือถือ,เเทบเล็ตเเละอื่นๆ)
ซึ่งการพัฒนาสุดสะพรึงนี้เป็นไปตามกฎของมัวร์ (Moore’s Law) ซึ่งตั้งตามกอร์ดอน มัวร์ หนึ่งในผู้ร่วมก่อนตั้งบริษัท Intel ซึ่งมาจากข้อสังเกตที่ว่า “จำนวนทรานซิสเตอร์ต่อตารางนิ้วจะเพิ่มขึ้นสองเท่าในทุกครึ่งปีหรือสองปีโดยประมาณนับตั้งเเต่ปี 1960” นั้นหมายความง่ายๆว่าทุกๆปีครึ่งหรือสองปีเราจะมีคอมพิวเตอร์ที่เร็วขึ้นเเละเล็กลงสองเท่า !
ท่านผู้อ่านก็สังเกตง่ายๆคับว่าเทคโนโลยีรอบตัวของท่านขนาดเล็กลงเเละเร็วขึ้นเเละฉลาดขึ้นมากเเค่ไหนเมื่อเทียบกับสิ่งที่มีอยู่เมื่อ 10 หรือ 20 ปีที่เเล้ว
ที่นี้ท่านผู้อ่านอาจจะคิดว่ายังงี้ก็ดีสิเเค่นี้เราเเค่รอให้เวลาผ่านไปเรื่อยๆ โทรศัพย์เราก็จะเล็กลงเเละเร็วขึ้นเรื่อยอย่างมหาศาลในอนาคต เเต่ช้าก่อนเพราะทุกๆกฏย่อมมีข้อจำกัดหรือจุดสิ้นสุด กฎของมัวร์ก็เช่นกัน เพราะทุกวันนี้ขนาดของเจ้าทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กกว่าเจ้าไวรัส covid19 เสียอีก!
โดยมีขนาดประมาณ 14 นาโนเมตร ซึ่งเปรียบเทียบง่ายๆว่าเส้นผมของพวกเราเนี้ยมีเส้นผ่านศุนย์กลางอยู่ที่ 50000 นาโนเมตร หลายคนอาจสงสัยว่าเเล้วมันเล็กกว่านี้ไม่ได้หรอ ? คำตอบก็คือได้คับ
เเต่ท่านใดที่เคยดูหนังเรื่อง ant man ฉากที่พระเอกของเราได้ย่อส่วนเล็กลงไปมากๆ จนเข้าไปสู่อีกมิติหนึ่งที่มือชื่อว่าควอนตัม ในที่เเห่งนั้นกฎฟิสิกษ์หรือวิทยาศาตร์ที่เรา
นั้นเรียนกันมาเริ่มไม่ได้ผลเเล้ว นั้นก็หมายความว่าเจ้ากฎของมัวร์ก็เริ่มที่จะไม่ได้ผลเเล้วเช่นกัน ที่นี้นักวิทยาศาสตร์เเละนักวิจัยจึงต้องคิดค้นศาสตร์ด้านฟิสิกส์เเนวทางใหม่ที่ไม่ใช่เพียงเเต่จะลดขนาด
เเต่คือค้นหาวิธีการประมวลผลแบบใหม่ขึ้นมาเเทน ซึ่งนั้นถือเป็นการก่อกำเนิดเจ้า “Quantum computer project” นั้นเอง
ควอนตัมมันมีดียังไงนิ ?
ควอนตัมคอมพิวเตอร์นั้นเเตกต่างจากคอมพิวเตอร์โดยทั่วไปโดยเป็นการคิดต่อยอดการประมวลผลด้วยการนำกฎพิลึกๆของกลศาสตร์ควอนตัม (Quantum mechanics) มาใช้ประโยชน์
โดยในคอมพิวเตอร์แบบเก่าที่ใช้เจ้าทรานซิสเตอร์สื่อสารข้อมูลด้วยระบบไบนารี (เลขฐานสอง ) ที่ประกอบด้วย 1 เเละ 0 ในการเก็บข้อมูลเเละปฏิบัติการต่างๆ เจ้าควอนตัมคอมพิวเตอร์นี้จะใช้สิ่งที่เรียกว่าควอนตัมบิต หรือ คิวบิต
ซึ่งเเตกต่างจากบิท โดยจะสามารถที่จะสถานะทับซ้อนระหว่าง 0 กับ 1 ในเวลาเดียวกันนั้นคือมีความเป็นไปได้ที่จะอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่งก็ได้จนกว่าจะวัดเสร็จนั้นหมายความว่ามันสามารถทำงานหลายขั้นตอนพร้อมกันได้ในเวลาเดียว !
นอกจากนี้ยังมีอีกคุณสมบัติพิลึกอีกหนึ่งประการของควอนตัมนั้นก็คือสสารมีความพัวพันกัน(Entanglement) หมายถึงคิวบิตหลายๆตัวในระบบจะเชื่อมโยงกันในลักษณะที่ว่าเราสามารถทราบสถานะของคิวบิตตัวอื่นๆได้จากการวัดคิวบิตเพียงตัวเดียวทั้งนั้น
ซึ่งไอเจ้าฟังค์ชั่นตัวนี้ทำให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถที่จะใช้เทคนิกทางความน่าจะเป็น (Probabilistic shortcuts) ในการช่วยหาคำตอบที่มีขอบเขตยอมรับได้ สำหรับโจทย์คณิตศาสตร์ยากๆ ที่คอมพิวเตอร์แบบเดิมต้องใช้เวลามหาศาล
อธิเช่น การหาตัวประกอบเฉพาะของเลขมาก (large numbers problem) รวมไปถึงปัญหาการหาคำตอบที่ดีที่สุดจากทุกคำตอบที่เป็นไปได้(Optimization problem) ที่อาศัยตัวแปรขนาดมหาศาล
ท่านผู้อ่านอาจจะถามว่าปัญหาเหล่านี้เราจะเเก้ไปทำไม ?
คำตอบก็คือปัญหาเหล่านี้เปรียบเสมือนกำพังที่กั้นไม่ให้นวัตกรรมหรือทฤษฎีต่างๆในทุกวันนี้ก้าวข้ามขีดจำกัดของมันได้
ยกตัวอย่างเช่นการคำนวณหาอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุล ซึ่งช่วยในการจำลองรูปแบบดีเอนเอ หรือโครงสร้างทั้งหมดเพิ่มค้นหายาที่มีลักษณะจำเพาะเเต่ละคน รวมไปถึงยาที่สามารถรักษาโรคเรื้อรังเช่น มะเร็ง หรือ อัลไซเมอร์เป็นต้น
อีกปัญหาหนึ่งที่น่าสนใจมากนั้นก็คือปัญหาการจราจร (Transportation problem) ซึ่งคอมพิวเตอร์ปกติไม่สามารถที่จะคำนวณความน่าจะเป็นเเละรูปแบบที่เป็นไปได้ทั้งหมดให้ทันถ่วงทีของเสาสัญญาณ ถนนหนทาง ความหนาเเน่นของรถ เเละอื่นๆอีกมากมาย
ฉะนั้นควอนตัมคอมพิวเตอร์อาจจะเป็นทางออกของถนนในกรุงเทพของเป็นได้ ! นี้ยังเป็นเพียงเเค่ประโยชน์เล็กน้อยที่ควอนตัมจะสามารถช่วยเราได้ นักวิทยาศาสตร์เเละนักวิจัยทั่วโลกจึงให้ความสำคัญกับการสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ให้เป็นจริงเพื่อเชื่อว่าจะเป็นเทคโนโลยีตัวสำคัญในการขับเคลื่อนยุคปฎิวัติอุตสหกรรมครั้งที่ 4 เลยทีเดียว
เเล้วทุกวันนี้ละไปถึงไหนเเล้ว ?
อย่างไรก็ตามขณะที่ทฤษฎีควอนตัมมีมานานกว่า 30 ปีเเล้วนับตั้งเเต่คุณ ริชาร์ด เฟย์นเเมน เสนอเเนวคิดนี้ไว้เมื่่อปี 1982 เเต่ศักยภาพของมันยังเป็นเเค่ความคาดเดาเท่านั้น
เพราะการสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ยังคงเป็นเรื่องที่ยากมากในทางวิศวกรรม โดยควอนตัมคอมพิวเตอร์ปัจจุบันนั้นจะต้องอยู่ภายใต้เงื่อนไขอันสุดโต่ง เช่น การรักษาอุณหภูมิให้ใกล้เคียงศูนย์สัมบูรณ์ (Absolute zero , -273.15 C )
หรือความดันจำเพาะ ที่มีต้นทุนที่สูงมาก สำหรับปัจจุบันนั้นก็มีหลายบริษัทมากที่พยายามที่จะพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์
อธิเช่น Google ที่สามารถทุกสถิติเเละบรรจุคิวบิตได้ 60 qubits โดยถ้านับเป็นทางทฤษฎีในปัจจุบันเเล้วอาจจะต้องยังคงใช้เวลาอีกนาน เเต่ก็มีนักวิจับหลายท่านนำเสนอเเนวทางใหม่ๆอธิเช่น จักรกลเรียนรู้ทางควอนตัม (Quantum machine learning ) เเละอัลกอรีทึ่มใหม่ๆอีกมากมายที่จะมาช่วยเร่งการเติบโตเเละการนำออกสู่ตลาดของเทคโนโลยีนี้
เพราะอย่าลืมว่าในการปฏิวัติอุตสหกรรมครั้งที่ 4 เทคโนโลยีหลายๆอย่างเริ่มที่จะได้รับการฟูมฟักเเละพร้อมที่จะผสานกันเเละเร่งความเร็วจนเราอาจไม่คาดไม่ถึงเลยก็ได้ !
นอกจากการพัฒนาเเล้วกลุ่มนักวิจัยก็ยังคงตั้งข้อคิดเเละข้อควรระวัง เพราะทุกเทคโนโลยีย่อมมีเรื่องที่เราต้องให้ความสำคัญเฉกเช่นสิ่งที่อินเตอร์เน็ตสร้างให้กับพวกเราทั้งข้อดีเเละข้อเสีย
เพราะตัวควอนตัมคอมพิวเตอร์นั้นอาจจะสร้างความอัศจรรย์เเละหาคำตอบของชีวิตให้กับพวกเรา เเต่มันก็สามารถทำตรงกันข้ามเเละทำลายระบบความปลอดภัยทุกชนิดที่มีในโลกเลยก็เป็นได้
(อธิเช่นระบบ TLS : transport layer security ที่ใช้ในการทำธุรกรรมต่างๆ ในปัจจุบันอาจจะถูกทำให้หมดประโยชน์ในทันที) ฉะนั้นเรื่องพวกนี้ยังคงเป็นเรื่องที่อ่อนไหวเเละสำคัญมากในการพิจรณาอย่างเคร่งครัด
สำหรับอนาคตของเจ้าเทคโนโลยีตัวนี้จะเป็นอย่างไรคงต้องติดตามกันไป
ถ้าใครอ่านมาจนจบก็ขอคาระวะเลยคับบฮ่าๆๆ ใครคิดว่ามีประโยชน์เเละอยากเก็บไว้อ่านเพลินๆหรือส่งให้เพื่อก็เเชร์เเละคอมเมนท์กันได้นะครับ ขอบคุณคับบ
อ้างอิง shorturl.at/ftvFL
-ทางรอดในโลกใบใหม่ แห่ง การปฏิวัติอุตสาหกรรครั้งที่สี่
- 11
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
