เทคโนโลยีควอนตัม เกมเปลี่ยนโลกธุรกิจ

เทคโนโลยีควอนตัม เกมเปลี่ยนโลกธุรกิจ

แม้ว่าเทคโนโลยีควอนตัมกำลังอยู่ในกระแส ดึงดูดความน่าสนใจจากคนทั่วโลก แต่ก็ยังเป็นเรื่องใหม่สำหรับภาคธุรกิจมาก วันนี้ ผู้เขียนจะมาพูดถึงเกี่ยวกับเทคโนโลยีควอนตัม เทคโนโลยีเปลี่ยนโลกที่กำลังมาแรงที่สุด

เริ่มตั้งแต่ วิวัฒนาการ ควอนตัมคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีควอนตัน จะเปลี่ยนโลกธุรกิจอย่างไร และกำลังจะเข้ามา Disrupt เทคโนโลยีบล็อกเชนจริงหรือ?

กลศาสตร์ควอนตัม (quantum mechanics) คือ อะไร..?

กลศาสตร์ควอนตัม (quantum mechanics) เป็นสาขาหนึ่งในทฤษฎีรากฐานของฟิสิกส์ ที่มีความสามารถในการอธิบายผลการทดลองต่างๆ และถูกใช้แทนที่กลศาสตร์นิวตัน (หรือกลศาสตร์ดั้งเดิม) และ กลศาสตร์แม่เหล็กไฟฟ้าของแม็กซ์เวลล์ (หรือทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า) 

ซึ่งกลศาสตร์ดั้งเดิมเหล่านี้ไม่สามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์ในวัตถุที่มีขนาดเล็กๆ เล็กกว่าอะตอม แต่กลศาสตร์ควอนตัมนั้นสามารถคำนวณได้แม่นยำมากกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขนาดของวัตถุที่สนใจนั้นเล็กถึงขนาดอะตอม

ควอนตัม คือ ก็คือสาขาหนึ่งในวิชาฟิสิกส์ ว่าด้วยการศึกษาพฤติกรรมของสสารหรือพลังงานที่อยู่ในระดับอะตอม หรือต่ำกว่า ที่ เล็กๆ และ เย็นๆ (เพราะต้องอยู่ภายใต้อุณหภูมิ -273 องศาเซลเซียส) ซึ่งถ้าจะให้อธิบายง่ายๆ คือ มันเป็นสิ่งที่เล็กมากๆ โดยพอไปถึงระดับนั้น กฎและเหตุผลทุกอย่างที่เราเข้าใจจะถูกฉีกออกไปทั้งหมด

พฤติกรรมของสิ่งเล็กๆ ที่เรียกว่า ควอนตัม นี้ ก็มีพฤติกรรมหลายๆ อย่างที่ขัดต่อสามัญสำนึกของเรา อาทิเช่น

1.ความสามารถในการอยู่หลายๆตำแหน่งได้ในเวลาเดียวกัน ที่เรียกว่า Superposition ซึ่งขัดความรู้สึกสำนึกเรา (ซึ่งภาพยนตร์หลายเรื่องนำไปจินตนาการเรื่องโลกคู่ขนาน)

2.ความสามารถเดินทางทะลุผ่านกำแพงได้ที่เรียกว่า Quantum Tunnelling (อิเล็คตรอนบนนิ้วของเราที่สามารถทะลุผ่านหน้าจอโทรศัพท์ เมื่อเราสัมผัส)

3.ความสามารถในการส่งข้อมูลในระหว่างอนุภาคด้วยความเร็วได้ทันทีและไวกว่าแสง (เราเคยเรียนมาว่าไม่มีอะไรไวกว่าแสง)

4.เราไม่สามารถรู้ตำแหน่งและความเร็วได้พร้อมๆ กัน ถ้าเรารู้ตำแหน่งเราก็ไม่สามารถรู้อัตราความเร็วที่มันเคลื่อนที่ได้ หรือถ้าเรารู้อัตราความเร็ว เราก็ไม่บอกตำแหน่งได้

วิวัฒนาการก่อนจะเป็น Quantum Computer

Analog Computer ยุคแรกเป็นยุคที่ใช้หลอดสุญญากาศ โดยการเก็บข้อมูลเป็นบิต (bit) ที่โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปของ 0 หรือ 1 และการคำนวณจะแสดงออกในรูปแบบของความสัมพันธ์แบบเชิงเส้นตรง (Linear) การสั่งงานก็ยุ่งยากซับซ้อน ต้องนำการ์ดมาเจาะรูแล้วป้อนเข้าเครื่องประมวลผลซึ่งต้องใช้เวลาและทรัพยากรมอย่างมาก

Digital Computer ยุคนี้ได้พัฒนาจากหลอดสุญญากาศเป็นทรานซิสเตอร์หรือที่เราเรียกว่า Chip ซึ่งมีขนาดเล็กลงและใช้ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กที่รวมกันเป็นแผงวงจรเก็บข้อมูลในแผ่น wafer หรือที่เราเรียกว่า main board แต่ก็ยังคงเก็บข้อมูลเป็นบิต (bit) ในรูปของ 0 หรือ 1 อยู่ ปัจจุบันแผงเล็กๆ เท่าปลายนิ้วก้อยสามารถทรานซิสเตอร์ได้เป็นล้านตัว และการประมวลผลก็ดำเนินการอย่างต่อเนื่องที่เรียกว่า digital ไม่เหมือนแบบ analog ที่ต้องเจาะรูประมวลผลครั้งต่อครั้ง

Quantum Computer เป็นการปฏิวัติโดยสิ้นเชิง ควอนตัมคอมพิวเตอร์จะไม่ได้ใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์และไม่ได้ใช้ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กที่รวมกันเป็นแผงวงจรแบบเดิม แต่ใช้คุณสมบัติทาง Quantum Physics ของอะตอมในการออกแบบคอมพิวเตอร์ขึ้นมา 

ในขณะที่การประมลผลจาก Analog และ Digital จะมีหน่วยย่อยที่สุดของข้อมูลที่เรียกว่า บิต (Bit) ส่วนคอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมจะมีหน่วยประมวลผลที่เรียกว่า คิวบิต (Qubit) ซึ่งย่อมาจากควอนตัมบิต (Quantum bit) ซึ่งคอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมจะใช้คุณสมบัติของคิวบิตที่สามารถประมวลผลค่า 1 และ 0 ได้ในเวลาเดียวกัน หรือสิ่งที่นักฟิสิกส์เรียกกันว่า การซ้อนทับของควอนตัม (Quantum Superposition) ด้วยค่า 1 และ 0 ซึ่งคิวบิตที่ว่านี้สามารถมีค่าได้ทั้งสองสภาวะพร้อมๆ กัน หรือจะกล่าวตรงๆ ว่าคิวบิตนั้นมีค่าเป็นทั้ง 1 และ 0 ได้ในเวลาเดียวกันก็ได้ แปลว่าใน 1 Qubits จะเกิด 2 ความเป็นไปได้ ซึ่งตามหลักการของ Superposition (ทฤษฎีควอนตัม) หากเรามี 2 Qubits จะเกิด 4 ความเป็นไปได้ และ 3 Qubits เกิด 8 ความเป็นไปได้ และ 4 Qubits จะเกิด 16 ความเป็นไปได้ โดยจะอยู่ในรูปแบบ 2 กำลัง X ไปเรื่อย ๆ 

ล่าสุด Google ประกาศว่า ชิปควอนตัม (Quantum Chip) ขนาด 72-Qubit ที่มีชื่อว่า Bristlecone หรือเท่ากับ 2 กำลัง 72 ซึ่งสามารถประมวลผลพร้อมๆกัน ในขณะที่คอมพิวเตอร์ปัจจุบันทำได้เพียง 2 ยกกำลัง 10 เท่านั้น ทำให้การประมวลผลปกติต้องใช้เวลา 10,000 ปี จะใช้เวลาเพียง 200 วินาที

เทคโนโลยีควอนตัมสร้างโอกาสทางธุรกิจอย่างไร

เทคโนโลยีควอนตัมที่สามารถสร้างโอกาสทางธุรกิจมีอยู่ 4 ด้านหลักๆ ด้วยกัน ประกอบด้วย

1.Quantum Computing : Use Case ที่จะไปยกระดับการประมวลผลที่ชัดเจน ประมวลได้เร็วขึ้น ปลอดภัยมากขึ้น เช่น AI, Machine Learning, Deep Learning : Autonomous Car, Smart City, Qualitative Financial Modelling สร้างบอทไปเทรด หาจุด Optimization ทำกำไรในตลาดหุ้น ตราสารหนี้ อนุพันธ์ คริปโต พยากรณ์อากาศ พยากรณ์ภัยพิบัติ แม่นยำมากขึ้น รวดเร็วมากขึ้น นอกจากนี้ Quantum Computing จะเข้ามาช่วยแก้ปัญหาสังคมต่างๆ เช่น การจราจร การจัดการน้ำ ถ้าประเทศไทยสามารถเป็นผู้ผลิตเองได้ จะช่วยลดความเหลื่อมล้ำในสังคมได้ด้วย เช่น เกษตรกรใช้เทคโนโลยีควอนตัมในการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร

2.Quantum Cryptography : เป็นเรื่องของ Cybersecurity การเข้ารหัสเชิงควอนตัม จะเข้ามาสร้างความมั่นคงในเชิงความปลอดภัยของข้อมูล ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลทางการทหาร ยุทธศาสตร์ชาติ หรือข้อมูลในเชิงธุรกิจ ช่วยยกระดับการรักษาข้อมูลส่วนบุคคล ทั้งในด้านการสื่อสาร การเงินการธนาคาร และการทำธุรกรรมผ่านอินเทอร์เน็ต เพราะการสื่อสารเชิงควอนตัมสามารถปกป้องข้อมูลให้เป็นความลับผ่านการเข้ารหัสเชิงควอนตัมที่จะไม่สามารถโจรกรรมได้ เทคโนโลยีการเข้ารหัสเชิงควอนตัมจะทำให้วิธีการและเทคนิคการเข้ารหัสที่ใช้อยู่ในปัจจุบันกลายเป็นสิ่งล้าสมัยทันทีเมื่อใช้ อย่างกรณี Block Chain ที่ว่ายากมากที่จะถูกแฮ็กเจาะเข้าไปได้ เพราะมันใช้อัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์ที่ยากต่อการคำนวณ แต่การประมวลผลเชิงควอนตัมจะทำให้สามารถคำนวณข้อมูลเหล่านี้ได้ในเวลาอันสั้น

3.Quantum Simulation : จะคล้ายๆ กับ Quantum Computing เป็นการสร้างแบบจำลองให้ Quantum มาช่วยประมวลผลให้ นักเคมีไม่ต้องมานั่งปรุงยาลองผิดลองถูก อะไรที่เกี่ยวกับพันธะเคมีสามารถใช้เรื่อง Simulation มาใช้ค้นหาสิ่งใหม่แทนคนทำเองได้หมด ยา วัคซีน ยาแก้เอดส์ ยาแก้มะเร็ง ยาอายุวัฒนะ วัคซีนแก้โควิด ก็สามารถใช้ Quantum Simulation วิเคราะห์ร่างกายแล้วจัดส่วนผสมของยาให้เหมาะกับ DNA แต่ละคน ถ้านึกไม่ออกให้ไปดู Iron Man ภาค 2 ฉากที่ Tony Strak สร้างธาตุใหม่ โดยการสั่งให้ Jarvis ลอง Simulate สร้างธาตุใหม่ดู อันนี้ก็น่าจะเห็นภาพกันแล้ว

4.Quantum Sensor : มาตรวิทยาและการตรวจวัดเชิงควอนตัม คือการนำหลักการและสมบัติเชิงควอนตัมมาใช้ในการวัด เช่น การวัดเวลา การวัดความเข้มของสนามแม่เหล็ก การวัดวิเคราะห์เชิงการแพทย์ การวัดเชิงควอนตัมนี้จะให้ความถูกต้องและแม่นยำมากขึ้น เทคโนโลยีนี้จะเป็นพื้นฐานในการผลิตเครื่องมือแพทย์ มีคุณสมบัติในการวัดและวิเคราะห์ได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว นอกจากนี้ยังช่วยคิดค้นยาที่เหมาะสมกับโรคได้ในเวลาที่สั้นลง ทำให้ต้นทุนการผลิตลดลง ประชาชนจะเข้าถึงการรักษาพยายาลได้ทันเวลา เทคโนโลยีการสื่อสารรูปแบบ 5G และ 6G หรือการใช้งานโครงข่ายพิกัดความละเอียดสูงด้วยดาวเทียม (Global Navigation Satellite Systems : GNSS) ซึ่งต้องอาศัยความแม่นยำของนาฬิกาในการประมวลผลและสื่อสาร

Niel Bohr นักฟิสิกส์ควอนตัมกล่าวไว้ว่า

“คนที่บอกตัวเองว่าเข้าใจควอนตัม แสดงว่า ยังไม่เข้าใจควอนตัม”

ถ้าผู้อ่านอ่านแล้วยังไม่เข้าใจ นั่นแสดงว่า ผู้เขียนได้มาถูกทางแล้ว

เพราะมันเรื่องที่เราไม่เคยเห็นในชีวิตประจำวัน แต่เมื่อฟังบ่อยๆ อ่านไปเรื่อยๆ ก็จะชินกับมันเอง เพราะมันอยู่รอบตัวเรามากขึ้นทุกวัน อย่างทรานซิสเตอร์ หรือ Chip ในคอมพิวเตอร์ก็ใช้คุณสมบัติส่วนหนึ่งของควอนตัมที่เรียกว่า Quantum Tunneling การทะลุผ่าน โทรศัพท์มือถือที่เราก็ใช้อยู่ก็เช่นกัน เวลาที่เรากดหน้าจอมือถือ อิเล็คตรอนในมือเราก็ใช้คุณสมบัติ Quantum Tunneling ทะลุผ่านหน้าจอที่สัมผัสไปยังวงจรมือถือ ควอนตัมไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่เป็นเพียงเราไม่เห็นด้วยตาเปล่าเท่านั้น

เทคโนโลยีควอนตัมมีความสามารถมากมายมหาศาลดั่งที่กล่าวข้างต้น แต่มันคงไม่มาแทนที่คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊คปัจจุบัน Digital Computer เช่น ถ้าเราจะใช้ Microsoft word Excel เล่น Facebook ดู You tube งานง่ายๆ ไม่ซับซ้อน เราคงไม่จำเป็นที่ต้องใช้ Quantum Computer แต่มันเหมาะกับงานยากๆ เยอะๆ ที่ต้องใช้การประมวลผลมากๆ 

ดังนั้น Quantum Computer น่าจะมาในรูปแบบ Cloud มากกว่า ที่ต้องมีรายการประมวลผลที่ซับซ้อนและต้องการผลรวดเร็ว