สรุปงานที่ 3 Quantum Computing

Quantum Computing คืออะไร?

Quantum Computing ก็คือระบบคอมพิวเตอร์ที่เปลี่ยนจากการทำงานบนแผงวงจร มาใช้คุณสมบัติพิเศษของอะตอมแทน โดยจากเดิมที่คอมพิวเตอร์ปัจจุบันจะแทนค่าข้อมูลด้วย Bit อันประกอบด้วยตัวเลข 0 กับ 1 ทีละตัวแล้วนำไปประกอบกัน แต่ระบบ Quantum Computing จะใช้อะตอมที่มีคุณสมบัติของ Quantum Bit หรือ Qubit สามารถประมวลผลเป็นตัวเลข 0 หรือ 1 พร้อมกันได้

คุณสมบัติดังกล่าวทำให้แต่ละ Qubit ทำงานได้เร็วกว่า Bit อย่างมหาศาล นอกจากนี้ Qubit ยังสามารถสื่อสารกับอะตอมที่เป็น Qubit ด้วยกันได้โดยไม่ต้องผ่านสื่อกลาง ทำให้ Qubit สามารถประมวลผลร่วมกันได้ราบรื่นและรวดเร็ว รวมถึงรองรับงานแบบ Multitasking ได้ง่ายกว่า โดยเมื่อปี 2015 มีประกาศจาก Google ว่า Quantum Computer ที่พวกเขาพัฒนาขึ้น มีความเร็วมากกว่า PC ทั่วไปถึง 100 ล้านเท่า!!

แต่อย่างไรก็ตามระบบ Quantum Computing  ก็มีข้อจำกัดอยู่ เช่นตัว Qubit ที่มีขนาดเล็กกว่าอะตอมและเปราะบาง หากมีสิ่งรบกวนเพียงเล็กน้อย Qubit ดังกล่าวก็จะหายไปพร้อมข้อมูลภายใน อีกทั้งยังไม่พบวิธีการคัดลอก Qubit เพื่อสำรองข้อมูลโดยสมบูรณ์ ยังไม่นับเรื่องการเก็บรักษา Qubit ให้พร้อมใช้งานซึ่งต้องอยู่ในอุณหภูมิศูนย์สมบูรณ์หรือ -273.15 องศาเซลเซียส

Quantum Computing ทำอะไรได้บ้าง?

จริงๆ แล้วแนวคิดเรื่องการนำ Quantum มาใช้กับคอมพิวเตอร์ มีมาตั้งแต่ยุคปี 1980 แต่เนื่องจากมีความซับซ้อนทางฟิสิกส์ค่อนข้างสูงมาก รวมถึงต้องทำงานวิจัยในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม การวิจัยจึงยังอยู่ในวงจำกัด ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้นระบบ Quantum Computing จึงได้รับการสานต่อโดยบริษัทไอทียักษ์ใหญ่และประเทศเศรษฐกิจชั้นนำ จนมีแนวโน้มว่าเราอาจจะได้ใช้คอมพิวเตอร์ที่ประมวลผลโดย Qubit ภายใน 10 ปีที่จะถึงนี้ และด้วยความเร็วมากกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่เราใช้กันอย่างเทียบไม่ติด มันจึงเข้ามา Disrupt การใช้งานคอมพิวเตอร์ทุกวันนี้เปลี่ยนไป ลองมาดูตัวอย่างการนำระบบ Quantum Computing ไปใช้ในด้านต่างๆ

พลิกรูปแบบ Online Security - ปัจจุบัน ระบบ Online Security จะทำงานด้วยการเข้ารหัสจำนวนมาก แน่นอนว่า Quantum Computing สามารถถอดรหัสทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย แต่หากว่าเรานำ Quantum Computing มาเป็นเครื่องประมวลผลรหัสแทนก็อาจจะได้แม่กุญแจและกุญแจที่แข็งแรงกว่าที่เคย

ลับสมองให้ AI - พลังประมวลผลอันรวดเร็วจากระบบ Quantum Computing ที่สามารถเร่งกระบวนการเรียนรู้ของ AI หรือปัญญาประดิษฐ์ให้เร็วกว่าที่เป็นอยู่ได้ ทำให้ AI ถูกพัฒนาเพื่อแก้ปัญหาเฉพาะหน้าได้ดียิ่งขึ้น

ทดลองทางเคมีเพื่อพัฒนายารักษาโรค - การสร้างยารักษาโรคแต่ละชนิดต้องอาศัยการคำนวณอันละเอียดและแม่นยำ Quantum Computing ไม่เพียงแต่ทำได้รวดเร็ว แต่ยังสามารถคำนวณค่าต่างๆ พร้อมกัน อีกทั้งในอนาคตการออกแบบยารักษาโรคจะลงลึกไปถึงในระดับวิเคราะห์ DNA เพื่อผลิตยาที่เหมาะกับแต่ละคน ประสิทธิภาพของเทคโนโลยี Qubit สามารถตอบโจทย์ทั้งด้านความแม่นยำและเวลาเพื่อรักษาอาการเจ็บป่วยได้ทันท่วงที

พัฒนาการพยากรณ์อากาศให้แม่นยำยิ่งขึ้น - ภัยพิบัติทางธรรมชาติก่อความเสียหายแก่ชีวิตและทรัพย์สินมากมาย แต่ด้วยเครื่องมือปัจจุบัน การพยากรณ์อากาศแทบจะเป็นเกมเดาสุ่ม แม้เราจะมีความรู้แต่การคำนวณของเรากลับไม่รวดเร็วพอที่จะป้องกันเหตุได้ เราจึงจำเป็นต้องใช้ประสิทธิภาพของ Quantum Computing เพื่อปรับปรุงการคาดการณ์ให้แม่นยำยิ่งขึ้น โดยปัจจุบัน หน่วยงานพยากรณ์อากาศแห่งชาติของสหราชอาณาจักรได้นำเทคโนโลยี Quantum Computing มาใช้เพื่อจำลองแนวโน้มสภาพอากาศในปัจจุบัน ทำให้เรามีข้อมูลมากพอจะคาดเดาอากาศได้แม่นยำขึ้น

ช่วยจัดการคมนาคมให้ใช้ได้เต็มประสิทธิภาพ - ไม่ว่าจะบนฟ้า บนพื้นดิน หรือบนผิวน้ำ ความเร็วของ ระบบ Quantum Computing สามารถนำมาใช้ประเมินเส้นทางให้เราเดินทางได้ประสิทธิภาพสูงสุด ช่วยประหยัดเวลา ลดค่าใช้จ่าย เพิ่มความปลอดภัยให้ผู้ใช้ทางบนวิถีการจราจรอันซับซ้อนขึ้นทุกวัน

แม้ทุกวันนี้ เราส่วนใหญ่ยังคงคุ้นชินในประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมอยู่ และคอมพิวเตอร์ในรูปแบบ Quantum Computing เองก็ยังไม่หลุดออกจากห้องแล็ปมาอยู่ในมือเรา แต่ความสามารถของมันก็เริ่มเข้ามาประชิดเราเรื่อยๆ รอเพียงแต่วันที่เราทุกคนจะได้สัมผัสมันจริงๆ Digital Ventures จะนำเรื่องราวของ Quantum Computing ในแง่มุมที่น่าสนใจมาแชร์ให้เห็นภาพมากขึ้น สามารถติดตามกันได้ที่ Blog ของเรา

ข้อมูลจาก

https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2017/07/10/6-practical-examples-of-how-quantum-computing-will-change-our-world/#221e650b80c

https://plus.maths.org/content/how-does-quantum-commuting-work

http://www.telegraph.co.uk/technology/news/12042781/Google-D-Wave-quantum-computer-is-100-million-times-faster-than-your-PC.html