Quantum Computer from University of Science and Technology of China | Nikkei Asia

EP 58 : Quantum ฉบับเข้าใจง่าย | เทคโนโลยีที่จะมา Disrupt ทุกสิ่ง

Nut P
4 min readApr 24, 2021

--

ในขณะที่ปัจจุบัน ทุกคนกำลัง Hyped กับคริปโต วันนี้เรามาดูสิ่งที่จะ Hyped กว่าคริปโตในอนาคตกันดีกว่า! ใช่ครับ วันนี้เราจะมาพูดถึงเกี่ยวกับเทคโนโลยีควอนตัม เทคโนโลยีเปลี่ยนโลกที่กำลังมาแรงที่สุด โดยบางคนที่เคยได้ศึกษา Quantum มาแล้วบ้าง อาจต้องร้องหยี้ เพราะ คุยเรื่อง Quantum ทีไร หยั่งกับคุยภาษาต่างดาว ด้วยเหตุนั้นผมจึงได้เขียนบทความนี้มาครับ เป็นบทความเกี่ยวกับ Quantum ฉบับคนปกติอ่านเข้าใจ และเจาะแต่ประเด็นสำคัญที่สามารถนำเอาไปใช้ได้ ซึ่งบทความนี้ ผมจะไม่ลงทฤษฏีนะครับ พวกศัพท์หลักการ Super Conductor, Quantum Supremacy อะไร ลองไปอ่านเพิ่มเติมใน Paper วิชาการได้ฮะ เพราะ เขียนไป อ่านไปก็คงไม่เข้าใจ ดังนั้นเรามาอ่านฉบับแบบสรุปง่ายๆกันดีกว่า ใครพร้อมแล้วก็ไปติตตามกันต่อได้เลยครับผม GO GO++

“ถ้า Quantum มา โลกเปลี่ยนแน่นอน!!”

Quantum คือ อะไร..?

ควอนตัม คือ สสารหรือพลังงานที่อยู่ในระดับอะตอม หรือต่ำกว่า ซึ่งถ้าจะให้อธิบายง่ายๆคือ มันสิ่งที่เล็กมากๆ โดยพอไปถึงระดับนั้น กฏและเหตุผลทุกอย่างที่เราเข้าใจจะถูกฉีกออกไปทั้งหมด ถ้าใครยังนึกภาพไม่ออกให้ลองไปดูหนัง Ant Man ภาค 2 ตอนที่ย่อส่วนเข้ามิติ Quantum เราจะเห็นได้เลยว่าเหมือนมันเข้าไปอยู่อีกโลกหนึ่ง

แล้วทำไม Quantum อยู่ดีๆถึงมาบูมช่วงนี้..?

เอาจริงทฤษฎี Quantum มีมานานมากแล้ว และได้เอาไปใช้จริงๆกับเรื่องเล็กๆน้อยอยู่แล้วด้วย เช่น ปากกาพอย์เตอร์ แต่ถ้าเป็นเรื่องการนำไปใช้จริงในสเกลใหญ่ๆ อย่างเรื่อง Quantum Computing ยังไม่ค่อยมี ทั้งๆที่มีคนคิดทฤษฏีให้เสร็จเรียบร้อยตั้งแต่ปี 1983 ซึ่งนั่นเป็นเพราะว่า เทคโนโลยีด้านวิศวกรรมพวก Hardware ที่ต้องเอาไปใช้รองรับทฤษฎี Quantum ยังไปได้ใกลไม่เพียงพอ พร้อมทั้งการใช้ทฤษฏีคอมพิวเตอร์ปกติมันก็เพียงพอแล้วในสมัยนั้น ดังนั้นการพัฒนาทฤษฏี Quantum เพื่อเอาไปใช้ให้ได้ในวงกว้างจริงๆนั้นจึงถูก Hold เรื่อยมา

ตัดภาพมาที่ปัจจุบัน ด้วยที่เทคโนโลยีของ Chip ที่เอาไปใส่พวกโทรศัพท์ หรือคอมพิวเตอร์ ใกล้จะถึงจุดสุดสิ้นที่ไม่สามารถพัฒนาต่อได้แล้ว (จะให้ Chip เล็กกว่านี้ก็ไม่ไหว จะเร็วกว่านี้ก็ไม่ได้) ดังนั้นใน 3–4 ปี ที่ผ่านมา บริษัทรายใหญ่ต่างๆ อย่าง Google, IBM และบริษัทจากจีน ต่างได้เริ่มตระหนักถึงเรื่องนี้ ก็เลยได้นำเงินมาลงทุนเรื่อง Quantum อย่างมหาศาล จนทำให้เทคโนโลยีที่จะนำมาใช้รองรับ Quantum Computing เติบโตขึ้นอย่างก้าวกระโดด

Quantum จะมา Disrupt เทคโนโลยีปัจจุบันอย่างไร..?

นึกภาพง่ายๆเทคโนโลยีทุกอย่างในยุค Digital การประมวลผลทุกอย่างมันใช้ระบบ Bit ที่ทุกหน่วยหน่วยประมวลผลจะประกอบไปด้วย เลข 0 หรือ 1 เท่านั้น

ในขณะที่เทคโนโลยี Quantum ในแต่ละหน่วยประมวลมันจะไม่ใช้ Bit แต่จะเป็น Qubit ทรงกลม ที่สามารถประกอบด้วยเลข 0 และ 1 ในเวลาเดียวกัน และสามารถวิ่งไปไหนในทรงกลมก็ได้

แล้วตัว Qubit มันดีกว่า Bit ธรรมดาขนาดไหน ก็อย่างที่ 1 Qubit เป็นพื้นที่วงกลมมันก็สามารถวางเลข 0 กับ 1 แทบได้ไม่จำกัดพื้นที่แล้ว แถมยังวางเลข 0 และ เลข 1 ได้พร้อมกันในหนึ่งหน่วยประมวลผล Qubit อีก ส่วน Bit ถ้าจะเปลี่ยนเรื่องหรือจะเอาทั้งเลข 0 และ 1 ก็ต้องไปเพิ่มหน่วยประมวลผลเอา ถ้าจะให้เปรียบเทียบก็การใช้เพียงแค่ 1 Qubit อาจจะเทียบเท่ากับการใช้ Bit กว่าพันล้านหน่วยประมวลผลเลย ดังนั้นพวกขนาดตัว Chip ต่างกันแน่นอน ซึ่งเขาว่ากันว่าถ้าใช้ Chip ขนาดเดียวกัน Chip ที่ใช้เทคโนโลยี Quantum จะมีประสิทธิภาพในการประมวลผลได้เร็วกว่าระบบ Bit ได้ถึง 1 ล้านเท่า!!

พูดง่ายๆก็คือเทคโนโลยีทุกอย่างตอนนี้มันอยู่ในโลก Digital ที่ใช้ระบบ Bit หมด ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์, โทรศัพท์ บลาๆ แล้วถ้าเกิดมันมี Quantum โผล่มา แล้วมันทำให้เครื่องพวกนี้มันเร็วเพิ่มขึ้นอีกล้านเท่า แล้วแบบนี้จะมีเหตุผลอะไร ที่จะทำให้คนไม่เปลี่ยนไปใช้ระบบ Quantum ละ เหตุผลแบบนี้เพียงพอให้เรียกว่าการ Disrupt ได้ไหมครับ 🤔🤔

ซึ่งการเข้ามาของ Quantum นี้ จะทำให้โลกของเทคโนโลยีเปลี่ยนไปอีกยุคหนึ่ง เป็นการพลิกโฉมใหม่ เหมือนช่วงที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ามาครั้งแรก แล้วเปลี่ยนเราจากโลกยุค Analogue มายุค Digital

แล้วถามว่า ถ้าเราจะไม่เปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยี Quantum ได้ไหม ในเมื่อปัจจุบันเทคโนโลยีเราก็ดีพออยู่แล้ว เอาจริงก้ได้นะครับ ก็เหมือนสมัยนี้อะครับ เราก็ใช้นกพิราบส่งจดหมาย แทนคุย Line ก็ได้นะ ถ้าเป็นยุคควอนตัมเขาอาจจะใช้โทรจิตคุยกันแล้ว จะมานั่งพิมพ์ Line ก็แปลกๆ 55+ (ตัวอย่างโทรจิตอาจจะเวอร์ไป เอาไปเรื่อง Speech Recognition ใช้เสียงเราสั่ง AI อย่างเดียว ไม่ต้องมานั่งพิมพ์ Line อย่างนี้ก็เป็นไปได้มากหน่อยฮะ)

แล้วยิ่งถ้าเป็นเรื่อง Cyber Security ด้วยยิ่งสำคัญ อย่างเรื่อง Blockchain เอง ที่เขาเคลมกันว่าไม่มีทางมา Hack ได้ เพราะ มีโจทย์คณิตศาสตร์ที่ป้องกันอยู่ ต้องใช้เวลาเป็นพันๆปีในการแก้ปัญหา แต่พอ Quantum Computing เข้ามา โจทย์พันปีนี้ก็อาจโดนแก้ด้วย Quantum ด้วยการใช้เวลาเพียง 1 วินาทีเองก็ได้ อย่างที่จีนก็เพิ่งลองทดสอบใช้ Quantum ประมวลผลแก้โจทย์ปัญหาพันล้านปีไป ซึ่งจีนเขาเคลมว่าเขาสามารถแก้ปัญหาพันล้านปีด้วยการใช้ Quantum ในเวลาเพียง 1 นาที เท่านั้น ดังนั้นถ้า Quantum เข้ามา เรื่อง Cyber Security สำคัญมาก เพราะ ระบบป้องกันเก่าอาจจะไม่รองรับการโดน Hack จากเทคโนโลยี Quantum ดังนั้นถ้าบริษัทไม่ปรับตัว อย่างธนาคาร ที่ถือเงินมหาศาล ก็น่าจะโดน Hack แน่นอนครับ

Quantum เอาไปใช้ทำอะไรได้บ้าง.?

เอาจริงทุกเรื่องที่เกี่ยวกับสร้างโมเดล การคำนวณ แทบจะเอา Quantum ไปใช้ได้หมดครับ ซึ่งอาจไม่ใช้แค่เรื่องคอมพิวเตอร์อย่างเดียว พวกเรื่องยา, วัคซีน, ปุ๋ย และพวกที่เกี่ยวกับพันธะเคมี พวกนี้ก็สามารถเอา Quantum ไปใช้เรื่องการทำ Simulation ได้ จะเห็นได้เลยว่าทุกอย่างมันสามารถใช้ Quantum ได้หมดเลย ซึ่งบางคนก็อาจจะบอกว่าสิ่งที่อยู่ในโลก Digital คงไม่ถูก Quantum Disrupt หมดหรอก อย่างเรื่อง Analog ก็ยังมีบุรุษไปรษณีย์ส่งจดหมาย ต่อให้ใช้ Line ส่งได้แล้วนะ

เอาจริงผู้เขียนว่าเคส Digital ไม่เหมือนเคส Analog นะ เพราะ ผู้เขียนคิดว่า Quantum จะสามารถมาแทน Analog ได้ทุกอย่างเพราะ ทุกสิ่งที่เป็น Bit เลขฐาน 2 มันสามารถเปลี่ยนเป็น Qubit ได้หมด ซึ่งถึงแม้มันจะไม่ได้มา Disrupt ภายในทีเดียว แต่ Quantum จะค่อยๆ Disrupt สิ่งที่อยู่ในโลก Digital จนสุดท้ายทุกสิ่งที่อยู่โลก Digital จะถูกย้ายมาฝั่ง Quantum หมดแน่นอน

พูดไปซะใกล เรามาดูเคสจริง ที่สามารถเอา Quantum ไปใช้บ้างดีกว่า ซึ่งอันนี้ผู้เขียนขอแบ่งกลุ่มการใช้ Quantum ออกเป็น 3 แขนงใหญ่ๆนะครับ โดยเอาจริง Quantum มันยังเอาไปประยุกต์ใช้ได้อีกมากมาย แล้วแต่คนจะเลือกคัดสรรไปใช้เลย

1) Quantum Computing :

เรื่องพวกที่เอาคอมพิวเตอร์ไปใช้ประมวลผลหาจุด Optimisation ต่างๆ Use Case ที่เขาว่ากันว่าอยากเอา Quantum Computing ไปใช้ก็ประมานนี้ครับ เร็วขึ้นล้านเท่า มันต้องดีขึ้นแน่นอน

  • AI, Machine Learning, Deep Learning : เรียนรู้ได้ไวขึ้น, ทำโมเดลให้สามารถเข้าถึงพวก Black Box ได้
  • Autonomous Car, Smart City : ประมวลได้เร็วขึ้น, ปลอดภัยมากขึ้น
  • Robotics : ฉลาดมากขึ้น, Sensor ดีขึ้น สุดท้ายอาจกลายเป็นหุ่นยนต์แบบโดราเอม่อน
  • Financial Modelling, Quant Computing : สร้างบอทไปเทรด หาจุด Optimization ทำกำไรในตลาดหุ้น, ตราสารหนี้, อนุพันธ์, คริปโต
  • พยากรณ์อากาศ, ภัยพิบัติ : แม่นยำมากขึ้น, รวดเร็วมากขึ้น

2) Quantum Cryptography :

เป็นเรื่องของ Cybersecurity ที่กล่าวไว้ช่วงต้น ถ้ามี Quantum Computing จะต้องมี Quantum Cryptography มาคู่กันเสมอ ไม่งั้นก็โดน Hacker ใช้ Quantum แฮ็คเรียบร้อยฮะ

3) Quantum Simulation :

เป็นการสร้างแบบจำลองให้ Quantum มาช่วยประมวลผลให้ นักเคมีไม่ต้องมานั่งปรุงยาลองผิดลองถูกอะ อะไรที่เกี่ยวกับพันธะเคมีสามารถใช้เรื่อง Simulation มาใช้ค้นหาสิ่งใหม่แทนคนทำเองได้หมด ถ้านึกไม่ออกให้ไปดู Iron Man ภาค 2 ฉากที่ Tony Strak สร้างธาตุใหม่ โดยการสั่งให้ Jarvis ลอง Simulate สร้างธาตุใหม่ดู อันนี้ก็น่าจะเห็นภาพกันแล้ว ต่อไปก็ไปดู Use Case หลักๆที่เขาเอา Quantum ไปใช้ทำ Simulation กัน

  • ยา, วัคซีน : ยาแก้เอดส์, ยาแก้มะเร็ง, ยาอายุวัฒนะ, วัคซีนแก้โควิด ใช้ Quantum ส่วนผสมทำยา วิเคราะห์ร่างกายให้หาคำตอบที่ยังตอบไม่ได้
  • ปุ๋ยเคมีรักษ์โลก : เขาวันกันว่าวิธีปัจจุบันในการสร้างปุ๋ย กินพลังงานเป็น 1%ของโลกเลยนะ เพราะ เพียงแค่การไม่เข้าใจในโครงสร้างเคมีของปุ๋ย
  • แบตเตอรี่ : สร้างแบตเตอรี่ที่ใช้นานมากขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น
  • แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ : ได้ธาตุใหม่, วัสดุดีขึ้น, ประมวลได้ดีขึ้นไปอีก
  • Solar Capture : การจับพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้

Quantum ปัจจุบันไปถึงไหนแล้ว จะได้ใช้จริงๆกันเมื่อไร.?

พอเพื่อนๆอ่านมาถึงจุดนี้คงได้รับรู้แล้วว่า Quantum เป็นอะไรที่วิเศษสุดๆ และคงคิดว่าใกล้จะถึงเวลาโลกพลิกโฉมใหม่เต็มที่แล้วละ 😅😅

แต่เดี๋ยวก่อน อย่าเพิ่งรีบตื่นเต้นไปครับ เพราะ เอาจริงผู้เขียนบอกได้เลยว่าการเอา Quantum ไปให้คนทั่วไปใช้ได้ ยังคงอีกใกล ซึ่งรูปแบบการใช้ของ Quantum ในช่วงนี้จะเป็นการใช้ในระดับองค์การใหญ่ๆหรือในภาครัฐที่ทำ Mega Project ซะมากกว่า

โดยนักวิจัยที่ทำ Quantum เขาบอกมาว่า Quantum จะมาภายในสัก 10–20 ปีนี่แหละ แต่เรื่องของอนาคตใครจะไปรู้ ไม่แน่สักพักอยู่ๆดีก็มีคนพูดว่า Eureka!! แล้ว Quantum อยู่ดีๆก็เข้ามาให้ทุกคนใช้ภายในปีเดียวเลยก็ได้ ซึ่งตอนนี้ในวงการเขากำลังหา Steve Jobs ในโลก Quantum กันอยู่ ก็ถ้าโผล่มาเมื่อไร ก็อาจเป็นยุคของ Quantum เลย

แล้วมีองค์กรใหญ่ๆอะไรบ้างตอนนี้ที่ทำเกี่ยวกับ Quantum ก็ตอนนี้จะมี Quantum ของ Google กับ บริษัทจีน ที่นำโด่งทำ Quantum Supremacy ได้ และก็มีของ IBM ที่โดนแซง แต่ตัว Quantum Computer ของ IBM ก็ยังคงทำสถิติมี Qubit จำนวนสูงสุดเป็นจำนวน 65 Qubit อยู่ และก็มี Microsoft ที่ตามๆมาหน่อย ที่พยายามลองเทคโนโลยีใหม่แต่ก็ยังคงไม่สำเร็จ ซึ่งเป้าหมายขององค์กรเหล่านี้ในปัจจุบัน คือ การสร้าง Quantum Computing ให้ได้จำนวน Qubit 1,000++

ก็ต้องมาลุ้นต่อไปกันว่าใครจะทำสำเร็จก่อนกัน และสามารถเอามาใช้จริงได้ด้วย ซึ่งจากการติดตามโลก Quantum ของผู้เขียนคงคิดว่าไม่เร็วๆนี้หรอก เพราะ ในช่วง 4 ปีที่แล้ว ผู้เขียนยอมรับเลยว่า Quantum เติบโตแบบก้าวกระโดด แต่พอมา 2 ปีหลัง ก็เริ่มแผ่วลง ซึ่งเท่าที่ผู้เขียนอัปเดตล่าสุดมาจาก 2 ปีที่แล้ว มันไม่ค่อยมีอะไรจับต้องได้เพิ่มเติมขึ้นมาเท่าไรเลย ก็ต้องดูกันต่อไปยาวๆครับ

สรุปส่งท้าย

เป็นอย่างไรบ้างครับ Quantum เทคโนโลยีพลิกโลกของเรา ถ้าเพื่อนๆคนไหนสนใจเกี่ยวกับ Quantum เพิ่มเติม ผู้เขียนแนะนำว่าให้ศึกษาต่อใน Paper แบบจริงจัง แต่ถ้าเป็นแค่คนที่อยากเอา Quantum ไปหาโอกาสทางธุรกิจ อันนี้ลองอ่านไปแบบพวก Use Case เผินๆไปก่อนก็ได้ฮะ หรือถ้าเป็นสิ่งที่เป็นไปได้สุด ณ ตอนนี้เกี่ยวกับการทำธุรกิจ Quantum ก็คือการขายสิ้นส่วนในการทำ Quantum Computing ไปให้บริษัทวิจัยพวกนี้ฮะ แล้วก็เกือบลืมครับ พอดี IBM เปิดตัว Quantum Simulator ให้ลองใช้ฟรี เพื่อนๆก็ลองไปเล่นกันได้ครับ เราจะได้เข้าใจ Concept ตัว Quantum ได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น

สุดท้ายนี้ขอฝากประโยคทิ้งท้ายไว้ว่า

“Impossible is I’m possible”

ทุกสิ่งที่คนอื่นบอกเป็นไปไม่ได้ มันจะซ่อนคำว่าเป็นไปได้เสมอ อย่างเรื่อง Quantum ที่บางคนอาจบอกว่าเป็นเรื่องเพ้อฝัน แต่เมื่อไรที่ทำมันสำเร็จ โลกจะจดจำเรา

ก็อย่าลืมกด Follow กันนะฮะ ผู้เขียนจะได้มีกำลังใจแบ่งปันบทความดีๆแบบนี้ขึ้นมาอีก วันนี้ก็ขอจบเพียงเท่านี้ฮะ สวัสดีครับผม🙏🙏

--

--

Nut P

มาคุยกันได้ครับ สนใจด้าน Tech & Business fb.com/inut.panpp