ในปัจจุบัน เราอยู่ในยุคที่ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence หรือ AI) กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีใหม่ๆถูกพัฒนามาต่อเนื่องรองรับกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การเรียนรู้เชิงลึก (Deep Learning) หรือกระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data Analytics) ทำให้โลกเราเริ่มเห็นความก้าวหน้าที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน
เมื่อมองไปอนาคตข้างหน้า ไม่ใช่แต่ AI เท่านั้นที่กำลังเปลี่ยนแปลงโลก แต่เราอยู่ในยุคคอมพิวเตอร์เชิงควอนตัม (Quantum Computing) กำลังคืบคลานเข้ามามีบทบาทสำคัญ ด้วยศักยภาพของการประมวลผลข้อมูลที่คอมพิวเตอร์พื้นฐานธรรมดาไม่สามารถทำได้
ดังนั้น Quantum Computers จึงถูกคาดหวังว่าจะเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการประมวลผลเพื่อแก้ปัญหาที่ซับซ้อนที่สุดที่มนุษยชาติเคยเผชิญมา ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นที่สุด
แต่ในความจริงของยุคนี้ก็คือ ยังเป็นเพียงแค่การเริ่มต้นพัฒนา ยังต้องใช้เวลาในการพัฒนาอีกนานกว่าจะถูกนำออกมาใช้งานอย่างกว้างขวาง
Quantum Computing เป็นเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์รูปแบบใหม่ ใช้หลักการทางฟิสิกส์ควอนตัมในการประมวลผลข้อมูลที่เร็วมหาศาล ใช้หน่วยการคำนวณที่เรียกว่า คิวบิต (Qubit) นับเป็นหน่วยย่อยที่สุด คล้ายกับบิต (Bit) ที่เป็นหน่วยย่อยที่สุดของระบบคอมพิวเตอร์ทั่วไป
แต่ความพิเศษของคอมพิวเตอร์เชิงควอนตัม คือมีค่าเป็น 0 หรือ 1 หรืออยู่ในสถานะ Superposition ที่เป็น 0 และ 1 พร้อมกันในเวลาเดียว ซึ่งสามารถแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนด้วยความเร็วที่น่าทึ่ง
ตัวอย่างที่พอจะเห็นภาพคร่าวๆ ก็คือ การที่เราหมุนเหรียญอยู่บนโต๊ะ เราจะเห็นทั้งสองด้าน คือ ด้านหัว แทนตัวเลข 0 และก้อย แทนตัวเลข 1 เราจะรู้ได้ว่าจะออกหัวหรือก้อยเมื่อเหรียญหยุดหมุน แต่ Superposition ของคิวบิตจะอยู่ในสถานะทั้งหัวและก้อยพร้อมกันจนกว่าจะถูกวัดผล
ซึ่งเราพอจะเห็นภาพว่าทำไมถึงประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลได้พร้อมๆกัน ทำให้การค้นหาฐานข้อมูลขนาดใหญ่หรือการคำนวณทางฟิสิกส์ที่ซับซ้อนทำได้มีประสิทธิภาพกว่า ยิ่งมีจำนวนคิวบิตมากขึ้นจะยิ่งมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
เมื่อคิวบิตหลายตัวทำงานร่วมกันในกระบวนการประมวลผล จำนวนสถานะที่สามารถอยู่ในสภาวะซ้อนทับพร้อมกันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น สำหรับระบบที่มี 3 คิวบิต เราจะได้ 8 สถานะย่อยที่ซ้อนทับกันได้พร้อมกัน
หากเพิ่มเป็น 4 คิวบิต จำนวนสถานะย่อยที่เป็นไปได้จะเพิ่มขึ้นเป็น 16 สถานะ และถ้าเพิ่มจำนวนเป็น 32 คิวบิต สำหรับระบบที่มีประสิทธิภาพสูง เราสามารถมีสถานะย่อยที่เป็นไปได้รวมกันมากถึง 4.3 พันล้านสถานะในเวลาเดียวกัน
ปัจจุบัน Quantum Computers ยังไม่สามารถแทนที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปได้ เนื่องจากการสร้างและควบคุมคิวบิตสำหรับการประมวลผลควอนตัมต้องการสภาพแวดล้อมที่เสถียรมาก เช่นการลอยตัวของอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่ง และการลดอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมให้ต่ำมากเพื่อลดความไม่เสถียร
ดังนั้น คอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบันจึงมีขนาดใหญ่ และใช้พลังงานมาก แต่ในอนาคตอาจมีการพัฒนาให้มีขนาดเล็กลง และใช้งานได้ง่ายขึ้น
การพัฒนา Quantum Computing อาจมีผลต่อระบบความปลอดภัยของการเข้ารหัสในปัจจุบัน จึงมีการพัฒนาโซลูชันต่างๆ อาทิ การแจกจ่ายคีย์ควอนตัม (QKD) และการเข้ารหัสหลังควอนตัม (PQC) เพื่อปกป้องข้อมูลจากภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้น
Quantum Computing จะมีประโยชน์อย่างมากในการแก้ไขปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน เช่นการเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดการปัญหาต่างๆ และการจำลองด้านชีวการแพทย์ ซึ่งเทคโนโลยีนี้อาจจะเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการวิจัยและการพัฒนานวัตกรรมในอนาคต
แม้ว่า AI จะมีความก้าวหน้าในปัจจุบัน แต่การเรียนรู้ การฝึกฝนผ่านคอมพิวเตอร์ทั่วไป Quantum Computers จะช่วยให้การฝึกฝนและการวิเคราะห์มีความเร็วสูงขึ้น ซึ่งอาจทำให้การวิเคราะห์ที่ใช้เวลานานหลายปีเสร็จสิ้นลงในเวลาสั้นๆ แนะนำไปสู่ความก้าวหน้าที่ทำให้ AI มีความชาญฉลาดขยับเข้าใกล้เคียงกับมนุษย์ ซึ่งจะเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคต
แหล่งข้อมูล