การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของวงการคอมพิวเตอร์ที่ไม่ได้มาจาก AI

 

การค้นคว้ายาปฏิวัติวงการ, การทดสอบวัสดุใหม่สำหรับรถยนต์, และการจำลองสถานการณ์ตลาดที่จะส่งผลกระทบต่อธนาคาร – งานเหล่านี้อาจต้องใช้เวลาหลายเดือนหรือหลายปีในการพัฒนา แม้ว่าจะใช้คอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยที่สุดก็ตาม

แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้ากรอบเวลาเหล่านั้นสามารถลดลงเหลือเพียงไม่กี่นาทีหรือชั่วโมง?

นั่นคือคำมั่นสัญญาที่อยู่เบื้องหลัง "ควอนตัมคอมพิวติ้ง" (Quantum Computing) ซึ่งเป็นสาขาที่ศึกษามานานหลายทศวรรษและได้รับความสนใจและการลงทุนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีและสตาร์ทอัพต่างๆ เมื่อเร็วๆ นี้ IBM ได้เปิดตัวโปรเซสเซอร์เชิงทดลองตัวใหม่ชื่อ Loon และชิปควอนตัมคอมพิวติ้งชื่อ Nighthawk ซึ่งสามารถประมวลผลการคำนวณที่ซับซ้อนกว่ารุ่นก่อนได้ ตลอดสองปีที่ผ่านมา เราก็ได้เห็นการประกาศที่เกี่ยวข้องกับควอนตัมจาก Google, Microsoft, และบริษัทเทคโนโลยีอื่นๆ ด้วย

ตามข้อมูลจาก McKinsey & Company, ควอนตัมคอมพิวติ้งมีศักยภาพที่จะสร้างมูลค่าเพิ่มขึ้นถึง 1.3 ล้านล้านดอลลาร์ ในอุตสาหกรรมบางประเภทภายในปี 2035 ซึ่งมีเหตุผลที่ดีรองรับ ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่ามันสามารถนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านการเข้ารหัส (Cryptography), การเงิน, วิทยาศาสตร์, และการขนส่ง และ IBM กล่าวว่า เทคโนโลยีนี้อาจแก้ปัญหาบางอย่างได้ภายในไม่กี่นาทีหรือชั่วโมง ซึ่งโดยปกติแล้วคอมพิวเตอร์มาตรฐานที่ไม่ใช่ควอนตัมต้องใช้เวลาเป็นพันๆ ปี

อะไรคือสิ่งที่ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมแตกต่าง?

คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันในปัจจุบันจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลโดยใช้ภาษาที่ประกอบด้วยศูนย์ (0) และหนึ่ง (1) หรือที่เรียกว่า "บิต" (bits) แต่ควอนตัมคอมพิวติ้งใช้ "ควอนตัมบิต" (quantum bits) หรือ "คิวบิต" (qubits) แทน

แทนที่จะเป็นได้แค่ 0 หรือ 1 เท่านั้น คิวบิตสามารถทำตัวเหมือนทั้ง 0 และ 1 ไปพร้อมๆ กัน และยังอยู่ในสถานะระหว่าง 0 กับ 1 ได้ด้วย ทำให้สามารถประมวลผลข้อมูลได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ลองนึกภาพเหมือนเหรียญที่กำลังหมุนอยู่ บิตคือเหรียญเมื่อมันตกลงบนหัวหรือก้อย แต่คิวบิตคือเหรียญที่กำลังหมุนอยู่ระหว่างหัวกับก้อย หรือเป็นตัวแทนของทั้งหัวและก้อยได้ในเวลาเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม อย่าคาดหวังว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะมาแทนที่แล็ปท็อปหรือสมาร์ทโฟนของคุณ แต่คอมพิวเตอร์ประเภทนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการแก้ปัญหาภาพรวมขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับเคมีและคณิตศาสตร์ ทำให้มีศักยภาพในการพลิกเกมในด้านต่างๆ เช่น สุขภาพ, การศึกษาสิ่งแวดล้อม, การเงิน, วัสดุศาสตร์, และการเข้ารหัส

• ตัวอย่างเช่น: BMW Group และ Airbus กำลังทำงานร่วมกับสตาร์ทอัพด้านควอนตัมคอมพิวติ้งชื่อ Quantinuum เพื่อวิจัยว่าเทคโนโลยีนี้สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงได้อย่างไร ขณะเดียวกัน Accenture Labs, บริษัทเทคโนโลยีชีวภาพ Biogen, และบริษัทควอนตัมคอมพิวติ้ง 1QBit กำลังร่วมมือกันในการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบยาใหม่ๆ
• Anand Natarajan รองศาสตราจารย์จาก MIT กล่าวว่า "ความหวังครั้งใหญ่คือคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถจำลองการทดลองทางเคมีหรือชีววิทยาที่คุณทำในห้องแล็บได้ทุกรูปแบบ" และยังกล่าวอีกว่าควอนตัมคอมพิวติ้งจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อการเข้ารหัสและความมั่นคงทางไซเบอร์ เนื่องจากมันสามารถถูกใช้เพื่อ "ถอดรหัส" ที่ใช้ปกป้องข้อมูลได้ด้วย "ดังนั้นนั่นจึงเป็นแรงจูงใจสำคัญ เพื่อให้แน่ใจว่าศัตรูของเราไม่สามารถทำได้ และเรามีความสามารถนี้"

เส้นทางสู่ควอนตัมยังอีกยาวไกล

การไขความลับของควอนตัมคอมพิวติ้งไม่ใช่เรื่องของการอัปเกรดคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ แต่มันเป็นวิธีการคำนวณที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิง โดยอาศัยหลักการของฟิสิกส์ควอนตัม

"เครื่องบินขับไล่ไม่ใช่รถเฟอร์รารีที่เร็วขึ้นเพียงเพราะมันมีปีก" Sridhar Tayur ศาสตราจารย์จาก Carnegie Mellon University กล่าว "ควอนตัมคอมพิวติ้งไม่ใช่แค่คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกที่เร็วขึ้น เพราะมันทำงานบนหลักการที่แตกต่างกัน"

อุตสาหกรรมนี้ยังต้องเผชิญกับคลื่นของความท้าทายก่อนที่ควอนตัมคอมพิวติ้งจะสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนในปัจจุบันได้ ตัวอย่างเช่น คิวบิตมีความเปราะบางอย่างยิ่ง ทำให้ไวต่อปัจจัยภายนอก เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือแสง

โปรเซสเซอร์ Loon เชิงทดลองใหม่ของ IBM พยายามจัดการกับอุปสรรคนี้ โดยแสดงให้เห็นว่ามีส่วนประกอบที่สามารถสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนต่อข้อผิดพลาด (fault-tolerant) ในขนาดใหญ่ที่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้จะมีข้อผิดพลาดอยู่ก็ตาม นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญเนื่องจากข้อผิดพลาดเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อคิวบิตอ่อนไหวต่อการรบกวนมาก

• Jay Gambetta ผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยของ IBM กล่าวว่า "ถ้าผมแค่เขย่าโต๊ะ คอมพิวเตอร์ควอนตัมของเราก็จะพัง ถ้ามีแสงเข้ามาเล็กน้อย มันก็สามารถทำให้เสียหายได้"
• ในขณะเดียวกัน ชิป Nighthawk ใหม่ของ IBM ก็สามารถรัน "เกต" (gates) ที่ซับซ้อนกว่าได้ Gambetta อธิบายว่าเกตเหล่านี้คือ "หน่วยการสร้าง" (building blocks) ที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ในการประมวลผลข้อมูล

Google และ Microsoft ก็ไม่ยอมแพ้: Microsoft เปิดตัวชิป Majorana 1 ที่มีวัสดุพิเศษที่บริษัทกล่าวว่าสามารถสร้างสสารสถานะใหม่ที่สามารถผลิตคิวบิตที่เสถียรยิ่งขึ้นได้ ส่วน Google ก็เปิดตัวชิป Willow ซึ่งกล่าวว่าช่วยลดข้อผิดพลาดเมื่อใช้คิวบิตมากขึ้น และสามารถทำสิ่งที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกต้องใช้เวลา 10 เซปทิลเลียนปี ได้ภายใน 5 นาที

ต้องรอกันอีกหน่อย

ยังไม่มีข้อสรุปที่ชัดเจนว่าควอนตัมคอมพิวติ้งจะสามารถทำตามศักยภาพได้อย่างเต็มที่เมื่อใด Natarajan เชื่อว่าเราอาจจะต้องรอกันไปอีกประมาณ หนึ่งถึงสองทศวรรษ McKinsey กล่าวว่า 72% ของผู้บริหารด้านเทคโนโลยี นักลงทุน และนักวิชาการที่ได้พูดคุยด้วยเชื่อว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนต่อข้อผิดพลาดได้อย่างสมบูรณ์ (fully fault-tolerant) อาจจะมาถึงภายในปี 2035 ส่วน IBM คาดว่าจะบรรลุเป้าหมายการคำนวณควอนตัมที่ทนต่อข้อผิดพลาดได้ภายในสิ้นทศวรรษนี้

แต่เมื่อถึงเวลานั้น ประโยชน์ที่ได้รับก็จะมหาศาลอย่างแน่นอน

"ตอนนี้ในแง่หนึ่ง...เรากำลังพยายามผ่าตัดสมองโดยใช้ช้อนกับส้อม แต่ในอุดมคติแล้ว การผ่าตัดสมองคุณจะต้องมีเครื่องมือที่ประณีตกว่ามาก" Tayur จาก Carnegie Mellon กล่าวปิดท้าย "และเครื่องมือที่ประณีตกว่ามากนั้นคือหนึ่งในคำมั่นสัญญาของคอมพิวเตอร์ควอนตัม"

#DRKRIT drkrit.com #กระแสไอที #ข่าวไอที #ไทยสมาร์ทซิตี้