ควอนตัมคอมพิวเตอร์: พัฒนาการและผลกระทบ | ธราธร รัตนนฤมิตศร

ควอนตัมคอมพิวเตอร์ มีความสามารถที่ไม่เคยมีมาก่อนในการประมวลผลการคำนวณที่ซับซ้อนด้วยความเร็วที่สูงมาก ในขณะที่ปัญญาประดิษฐ์ได้พัฒนาความสามารถในการเรียนรู้และพัฒนาตัวเองจนกำลังปฏิวัติอุตสาหกรรมและโลกของการทำงาน

โดยพื้นฐานแล้ว เอไอเป็นพัฒนาการของโปรแกรม “ซอฟต์แวร์” ในขณะที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์เป็นพัฒนาการ “ฮาร์ดแวร์” เมื่อมีการพัฒนาอย่างก้าวกระโดดของทั้งเอไอและควอนตัมคอมพิวเตอร์ จึงจะเกิดการปฏิวัติทั้งซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ จึงจะส่งผลกระทบต่อยุคอนาคตเป็นอย่างมาก

ควอนตัมคอมพิวเตอร์เป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสูงมาก เนื่องจากการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเฉพาะของฟิสิกส์ควอนตัมเพื่อประมวลผลข้อมูลในรูปแบบที่เหนือกว่าความสามารถของคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่ก้าวหน้าที่สุด  ในการคำนวณแบบดั้งเดิม ข้อมูลจะถูกประมวลผลในรูปแบบไบนารี คือ บิตของ 0 หรือ 1

อย่างไรก็ตาม การคำนวณแบบควอนตัม ควอนตัมบิต (qubits) สามารถมีอยู่ในสถานะ 0, 1 หรือทั้งสองอย่างพร้อมกันได้ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เรียกว่า “superposition”

โดยควอนตัมคอมพิวเตอร์ขนาด 2 คิวบิตสามารถประมวลผลได้ 4 สถานะพร้อมกัน ควอนตัมคอมพิวเตอร์ขนาด 3 คิวบิตสามารถประมวลผลได้ 8 สถานะพร้อมกัน

ดังนั้น คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มี 100 คิวบิตจึงสามารถประมวลผลสถานะต่างๆ ได้ สถานะพร้อมกันในทางทฤษฎี จำนวนนี้มากกว่าจำนวนอะตอมในเอกภพที่สังเกตได้อย่างมาก

อีกคุณสมบัติหนึ่งเรียกว่า “Entanglement” ซึ่งคิวบิตหนึ่งสามารถเชื่อมโยงกันในลักษณะที่สถานะของสิ่งหนึ่งมีอิทธิพลต่ออีกสิ่งหนึ่งทันที ไม่ว่าจะอยู่ห่างไกลแค่ไหน ปรากฏการณ์ควอนตัมเหล่านี้ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลได้พร้อมกัน

ที่ผ่านมา บริษัทต่างๆ เช่น IBM, Google และ Microsoft ได้ลงทุนอย่างมากเพื่อวิจัยควอนตัมคอมพิวเตอร์ ในปี 2019 ทีมวิจัย Google ประกาศว่าพวกเขาบรรลุ "quantum supremacy"

ซึ่งหมายถึงจุดที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานที่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม 53 คิวบิตชื่อ Sycamore โดยทำการคำนวณที่เฉพาะเจาะจงใน 200 วินาที

ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกใช้เวลาถึง 10,000 ปีจึงจะเสร็จสมบูรณ์ หลังจากนั้น มีพัฒนาการจากที่ต่างๆ รวมทั้งจากประเทศจีนว่าสามารถบรรลุ "quantum supremacy" ได้เช่นกัน

ทุกวันนี้ ควอนตัมคอมพิวเตอร์ ได้เริ่มย้ายออกจากแวดวงวิชาการเข้าสู่โลกการค้า บริษัทหลายแห่งเสนอบริการคอมพิวเตอร์ควอนตัมบนคลาวด์ มีระบบนิเวศของสตาร์ทอัพที่เติบโตขึ้นโดยเน้นที่ซอฟต์แวร์ควอนตัม ฮาร์ดแวร์ และแอปพลิเคชันต่างๆ

โดยควอนตัมคอมพิวเตอร์มีแนวโน้มส่งผลกระทบทางเศรษฐกิจในอย่างน้อย 3 ประการ ประการแรก ผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรม โดยคาดว่าจะนำไปสู่ปฏิวัติอุตสาหกรรมต่างๆ ทั้งการเงิน สุขภาพ โลจิสติกส์ และความปลอดภัยในโลกไซเบอร์

ในด้านการเงิน อัลกอริทึมควอนตัมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพกลยุทธ์การซื้อขาย จัดการความเสี่ยง และกำหนดราคาสินทรัพย์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ในด้านสุขภาพ การประมวลผลแบบควอนตัมทำให้เกิดการค้นพบยาใหม่และให้การรักษาทางการแพทย์เฉพาะบุคคล

ในระบบโลจิสติกส์ น่าจะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการเลือกเส้นทางและกำหนดตารางเวลาที่นำไปสู่การประหยัดต้นทุนและประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก

ประการที่สอง การสร้างงานและการแทนที่ตำแหน่งงาน โดยสร้างงานใหม่ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีควอนตัม เช่น การเขียนโปรแกรมควอนตัมและวิศวกรรมระบบควอนตัม อย่างไรก็ตาม ก็อาจแทนที่งานที่กลายเป็นระบบอัตโนมัติเนื่องจากความก้าวหน้าของควอนตัมคอมพิวเตอร์

ประการที่สาม การสร้างตลาดใหม่ คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะนำไปสู่การสร้างตลาดใหม่ เช่น บริการเข้ารหัสควอนตัม บริการควอนตัมคลาวด์ โดยมอบความสามารถด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมให้กับธุรกิจที่ไม่สามารถสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมของตนเองได้

อย่างไรก็ตาม ยังมีผลกระทบทางสังคมที่ต้องคำนึงถึงล่วงหน้า โดยเฉพาะด้านความเป็นส่วนตัวของข้อมูล ควอนตัมคอมพิวเตอร์อาจสามารถถอดรหัสอัลกอริทึมการเข้ารหัสปัจจุบันได้ จึงจำเป็นต้องพัฒนาวิธีการเข้ารหัสแบบควอนตัมเพื่อป้องกันข้อมูลที่ละเอียดอ่อน

ทั้งนี้ ควอนตัมคอมพิวเตอร์อาจทำให้ความเหลื่อมล้ำทางดิจิทัลยิ่งรุนแรงขึ้น ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องดำเนินนโยบายที่ส่งเสริมการเข้าถึงเทคโนโลยีควอนตัมอย่างเท่าเทียม

นอกจากนี้ ควอนตัมคอมพิวเตอร์อาจทำให้เกิดประเด็นด้านจริยธรรมหลายประการ โดยเฉพาะการใช้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ในการเฝ้าระวัง อาจละเมิดสิทธิความเป็นส่วนตัวส่วนบุคคล หรือเกิดการใช้ในทางที่ผิด

เช่น การสร้างอาวุธที่ทรงพลังหรือการควบคุมตลาดการเงิน ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีหลักเกณฑ์และข้อบังคับด้านจริยธรรมเพื่อควบคุมการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างเหมาะสมที่จะไม่กีดกันนวัตกรรมและผลประโยชน์ที่จะได้รับ

ควอนตัมคอมพิวเตอร์จะนำโลกเข้าสู่ยุคใหม่ของเศรษฐกิจและสังคม สิ่งสำคัญคือการเตรียมรับมือกับความท้าทายเหล่านี้อย่างรอบคอบ เพื่อให้มั่นใจว่าเราจะได้ประโยชน์จากควอนตัมคอมพิวเตอร์ในขณะที่ลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น

ผู้สนใจสามารถศึกษาต่อได้ในหนังสือ “Quantum Supremacy: How the Quantum Computer Revolution Will Change Everything” โดยศาสตราจารย์ มิชิโอะ คาคุ นักฟิสิกส์ชื่อดังที่เขียนอธิบายหลากหลายประเด็นในควอนตัมคอมพิวเตอร์ได้อย่างชัดเจนและเข้าใจง่าย.