Quantum Computer (ควอนตัมคอมพิวเตอร์) คืออะไร มีผลกับชีวิตเราในโลกอนาคตอย่างไร ?

รู้จักควอนตัมคอมพิวเตอร์ การจะตอบคำถามนี้ได้ต้องกลับมาดูพื้นฐานการทำงานของคอมพิวเตอร์ทุกวันนี้คอมพิวเตอร์ปกติ มีหน่วยย่อยข้อมูลเรียกว่า “บิต (bit)”

1 bit มีค่าไม่ ‘0’ ก็ ‘1’ = 8 bits เป็น 1 byte

คอมพิวเตอร์ รู้จัก เลขฐาน 2 เเค่เลข (0 1) *เท่านั้น รับคำสั่งได้แค่..รูปแบบของ Machine Code ที่เป็น Binary Number หรือ รหัสแบบเลขฐาน 2 การประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์ นั่นข้อมูลต่างๆจะถูกนำเข้าเป็นลำดับของ บิต (Bit) หรือเลขฐานสองก่อน

เช่น

110100110110

110101100110

110110110110

มี Compiler (แปลงภาษา) แปล Binary Number เลขฐาน 2 ให้เป็น Machine Codeเลขฐาน 16

  • ฐาน 2 = ฐาน 16
  • 100 = 4 bit
  • 101 = 5 bit
  • 1010 = A
  • 1011 = B
  • 1100 = C

ส่วน ควอมตัมบิต (qubit) ของควอนตัมคอมพิวเตอร์นั้นสามารถมีค่าได้พร้อมๆกันทั้ง ‘0’ เเละ ‘1’ ขณะที่ บิต (bit) ปกตินั้นมีค่าไม่เป็น ‘0’ ก็เป็น ‘1’

อนาคตของคอมพิวเตอร์ ทุกคนมีสมาร์ทโฟน ถ้าสมาร์ทโฟนคือตัวแทนของ คอมพิวเตอร์บนโลกใบนี้ เคยสังเกตไหมว่า หน่วยประมวลผล ของสมาร์ทโฟนเร็วขึ้นทุกๆ ปี

กฎของมัวร์ กล่าวไว้ว่า ทรานซิสเตอร์ในวงจรไอซีจะจำนวนเพิ่มขึ้นเป็นเท่าตัวทุกๆ 2 ปี

ในวงจรขนาดเท่าเดิม สักวันหนึ่งทรานซิสเตอร์ก็จะมีขนาดเล็กลงจนแทบจะเท่ากับอะตอม เมื่อถึงเวลานั้นฟิสิกส์ในชีวิตประจำวันจะไม่สามารถอธิบายปรากฎการณ์ต่างๆที่เกิดขึ้นภายในวงจรได้อีกต่อไป

แต่แทนที่จะเพิ่มแค่จำนวนทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กเข้าไปเรื่อยๆก็มีนักวิทยาศาสตร์ปิ๊งไอเดีย ว่าทำไมไม่ลองเอาสมบัติบางประการในฟิสิกส์ควอนตัมมาใช้ในการคำนวณซะเลยล่ะ

ไอเดียที่ว่านี้กลายร่างมาเป็นศาสตร์ใหม่เรียกว่า “การประมวลผลควอนตัม”

(Quantum Computing) ส่วนควอนตัมคอมพิวเตอร์ หน่วยประมวลผลเรียก “คิวบิต” (qubit) ย่อมาจาก “ควอนตัมบิต” ซึ่งจะมีพลังและ วิธีการประมวลผลที่ต่างจากคอมพิวเตอร์ทั่วไป

ตามกฎของควอนตัม 1 qubit เท่ากับ 1 อะตอม ยิ่งควบคุมอะตอมได้มากเท่าไหร่ ประสิทธิภาพของควอนตัมคอมพิวเตอร์จะสูงมากเท่านั้น นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้ในช่วงเวลา“อีกไม่กี่สิบปี” เพราะระหว่างที่โลกหมุนอยู่ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ หลายประเทศและบริษัทยักษ์ใหญ่กำลังมุ่งมั่นพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์ไปข้างหน้า

Google ได้ประกาศความสำเร็จในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมแล้ว เมื่อวันที่ 23 ต.ค. ที่ผ่านมานี้โดยการเผยแพร่งานวิจัยที่ชื่อ

“Quantum supremacy using a programmable superconducting processor”

โดยในงานวิจัยชิ้นนี้ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ CPU ที่ชื่อ “Sycamore” โดยเจ้าซีพียู Sycamore มีขนาด 53 qubit (อ่านว่า คิวบิต)

สามารถแก้ปัญหา Schrodinger-Feynman algorithm ได้ในเวลาเพียง 200 วินาที โดยโจทย์ปัญหาดังกล่าวทาง Google ระบุว่า หากใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในปัจจุบันคำนวณ จะต้องใช้เวลานานกว่า 10,000 ปีจึงจะคำนวณได้สำเร็จ หรือเทียบกันแล้ว ก็คือคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ Google เร็วกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ปัจจุบันกว่า 1.5 พันล้านเท่า

แนวคิดจากการพัฒนา Quantum Computing ในวงการต่างๆ มาใช้จนเกิดเป็นนวัตกรรมที่มี ผลกระทบต่อโลกในเวลาอันใกล้นี้มาฝากกัน

1.) พัฒนายารักษาโรคด้วยการวิจัยเคมีระดับโมเลกุล

นักวิทยาศาสตร์มีแนวคิดนำพลังคำนวณของ Quantum Computer มาสร้างแบบจำลองส่วนที่เล็กที่สุดของธาตุและสารเคมี นำไปสู่การค้นพบโมเลกุลใหม่ๆ ที่เป็นต้นเหตุของโรค

2.) สร้างมาตรฐานความปลอดภัยดิจิทัลไปอีกขั้น

ด้วย Quantum Key Distribution เทคโนโลยีจัดระบบข้อมูลอย่าง Blockchain ที่มีความปลอดภัยสูงแต่เรายังต้องการปลอดภัยเพิ่มขึ้นไปอีกระดับซึ่งนำวิธีคำนวณเฉพาะของ Quantum Computing อย่าง Superposition มาสร้างกุญแจซึ่งไม่สามารถ ถอดรหัสด้วยคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมได้

3.) ช่วย NASA สำรวจอวกาศ

NASA เป็นหนึ่งในผู้สนับสนุนการพัฒนา Quantum Computerและกำลังหาทางใช้งานเพื่อสำรวจอวกาศด้วยการผสานเทคโนโลยี Deep Tech โดยเฉพาะ Machine Learning และ AI ใช้กับยานสำรวจต่างๆ

สรุปแล้ว คอมพิวเตอร์ควอนตัมก็คือคอมพิวเตอร์ที่เอาสมบัติของฟิสิกส์ควอนตัมมาใช้ในการประมวลผลนั่นเองคะอนาคต ถ้าลูกคุณมีความชอบทั้ง “ฟิสิกส์” เเละ “คอมพิวเตอร์” ด้วย Quantum Computer ก็ถือเป็นทางเลือกหนึ่งของอาชีพในอนาคต ของเด็กๆอีกด้วยค่ะ

✨บทความอื่นๆ ที่น่าสนใจ

บทความที่เกี่ยวข้อง