หลายคนอาจเคยได้ยินคำ เทคโนโลยีควอนตัม กันมาบ้าง มีการคาดการณ์ว่า นี่คือนวัตกรรมที่จะมา disrupt อุตสาหกรรมต่างๆบนโลกใบนี้

ในงาน RISE Innovation Week 2019 ระหว่าง 23-27 กันยายนนี้ ที่ The Society อาคาร Gaysorn Tower ก็จะมีงานสัมมนา ที่เจาะลึกประเด็น ‘เทคโนโลยีควอนตัม’ โดยเฉพาะ เป็นครั้งแรกในประเทศไทย ซึ่งจัดขึ้นโดยความร่วมมือ ระหว่าง QTFT และ RISE สถาบันเร่งสปีดนวัตกรรมองค์กรระดับภูมิภาค

ก่อนไปร่วมฟังการสัมมนา ทีมงาน AHEAD ASIA อยากชวนคุณมาทำความรู้จัก เทคโนโลยีควอนตัม ให้มากขึ้น

ผ่านการพูดคุยกับ ดร. ธิปรัชต์ โชติบุตร อาจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และผู้ร่วมก่อตั้ง QTFT (Quantum Technology Foundation of Thailand)

เทคโนโลยีควอนตัมคือ?

ก่อนอื่นต้องอธิบายคำว่า “ควอนตัม” ก่อน ควอนตัม คือสมบัติทางธรรมชาติของอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากๆ เล็กในระดับนาโนเมตร ระดับอะตอม ระดับโมเลกุล

สมบัติของอนุภาคที่เล็กขนาดควอนตัม ก็จะแตกต่างจากสมบัติที่เราเห็นทั่วๆไป ซึ่งสองเรื่องที่เป็นสมบัติหลัก คือ superposition กับ entanglement

superposition คือการที่ตัวอนุภาคมันสามารถดำรงอยู่ได้ในหลายสถานะพร้อมๆกัน ในเวลาเดียวกัน

ส่วน entanglement คล้ายๆกับเวลาเรามีความรัก คือเมื่อเรามีอนุภาคควอนตัมสองตัว entangled กัน มันสามารถที่จะรู้สึกถึงกันได้ เวลาเราทำอะไรกับตัวนึง อีกตัวนึง ก็จะรู้สึกถึงกันได้ ไม่ว่ามันจะอยู่ห่างไกลเท่าไหร่ ตราบใดที่มัน entangled กัน

เมื่อสมบัติสองข้อนี้มารวมกัน จะนำไปสู่การสร้างเทคโนโลยีใหม่ที่จะมาปฏิวัติหลากหลายแวดวงอุตสาหกรรม

ควอนตัมคอมพิวเตอร์ กับ ไซเบอร์ซีเคียวริตี้

เทคโนโลยีสำคัญที่พูดถึงกันมากที่สุด ก็คือ ควอนตัมคอมพิวเตอร์ ซึ่งใช้คุณสมบัติ superposition กับ entanglement มาช่วยในการคำนวณ ในแบบ paradigm shift (การปรับเปลี่ยนกระบวนทัศน์ เพื่อเคลื่อนไปสู่อีกกระบวนทัศน์หนึ่ง) ซึ่งคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันไม่สามารถคำนวณในแบบเดียวกันได้

ปัจจุบัน ประเทศยักษ์ใหญ่ ก็พยายามที่จะสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ขึ้น สาเหตุหลัก คือมันมีหลักฐานพิสูจน์ว่าถ้าสร้างได้ ก็มีโอกาสที่จะถอดโค้ดที่อยู่เบื้องหลังความปลอดภัยระดับ RSA ได้ สหรัฐอเมริกา หรือจีน ก็แข่งกันเพื่อเป็นผู้ชนะในสงครามการแฮ็คนี้

ตอนนี้ ยังไม่มีใครที่สร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่สามารถแฮ็คโค้ด RSA ได้ เพราะจะต้องมีจำนวน qubit (หน่วยย่อยที่สุดของข้อมูลในการคำนวณเชิงควอนตัม คือข้อมูลที่เก็บไว้สามารถเป็นได้ทั้ง 0 และ 1 ในเวลาเดียวกัน ต่างจาก bit ในคอมพิวเตอร์ดั้งเดิม ซึ่งเก็บค่าเป็น 0 หรือ 1) หรือจำนวนอนุภาคควอนตัมที่ใช้ในการคำนวณเป็นปริมาณเยอะมาก

ที่มีการเปิดเผยมาในตอนนี้ คือ IBM มี 20 qubit ที่ใช้คำนวณ ซึ่งยังไม่พอสำหรับการแฮ็ค และก็ยังไม่มีใครทราบ ว่าจะต้องใช้เวลานานขนาดไหนถึงจะพัฒนาจนมี qubit มากพอจนแฮ็ค RSA code ได้

อาจจะเป็นห้าปีหรือสิบปีก็ได้ เพราะมันเป็นเทคโนโลยีแบบก้าวกระโดด เราไม่สามารถทำนายล่วงหน้า ว่าเมื่อไหร่จะมีคนคิดค้นขึ้นมาได้

เรารู้แค่ว่าเมื่อไหร่ที่มันมา เราจะต้องเปลี่ยนวิธีการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์อย่างแน่นอน

ทั้งจีนทั้งสหรัฐฯ ทุกวันนี้ก็ลงทุนกันเป็นพันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในช่วง 3-4 ปีที่ผ่านมา

จีนมีนักวิทยาศาสตร์เก่งๆที่ไปเรียนที่อเมริกา และก็นำความรู้กลับมาสร้างแล็บของตัวเองที่จีน ฉะนั้น มันบอกยากมากว่าใครจะทำได้สำเร็จก่อน เพราะทั้งสองฝั่งมีศักยภาพพอๆกัน

การใช้งานเทคโนโลยีควอนตัมในด้านอื่นๆ

ปัจจุบัน ความพยายามด้านนี้มันยังอยู่ในขั้นแรกเริ่ม เราก็พยายามคาดการณ์ว่าเมื่อเทคโนโลยีนี้มันเบ่งบานแล้ว จะเกิดอะไรขึ้น

สิ่งที่คาดกันก็คืออีก 2-3 เรื่อง เช่น Quantum simulation ยกตัวอย่างเวลาเราต้องการออกแบบโมเลกุลทางเคมี สำหรับยาปฏิชีวนะ ยารักษาโรคอื่นๆ หรือแม้แต่ปุ๋ย

วิธีปัจจุบัน เรายังอาศัยการลองผิดลองถูกเยอะมาก ผสมสารเคมีโน่นนี่นั่นเข้าด้วยกัน แล้วเดาว่ามันจะเกิดอะไรไหม ถ้าเกิดเป็นโปรดักท์ที่ดี ก็เอาไปต่อยอด แต่วิธีนี้กว่าจะได้โปรดักท์ มันก็เสียเวลา เสียเงินเสียทองจำนวนมาก

ทีนี้ มันก็เลยมีเทคนิค Quantum simulation ที่ใช้ควอนตัมซิสเต็มในการจำลองการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี ก็จะช่วยลดเวลา ช่วยลดค่าใช้จ่าย ในการลองผิดลองถูกไปได้เยอะ

ปัจจุบันก็จะมีโปรโตไทป์การนำเทคนิคนี้มาช่วยในการออกแบบโมเลกุลขนาดเล็กๆแล้ว เมื่อไหร่ก็ตามที่เราสร้างระบบควอนตัมที่มันเสถียรมากกว่านี้ เราก็จะสามารถสร้างระบบโมเลกุลที่มันใหญ่ขึ้น

เรื่องที่สอง Quantum communication ก็เป็นไปตามหลักของการ entanglement คืออนุภาคสองตัวที่สื่อถึงกัน

ให้ลองจินตนาการว่ามีอนุภาคตัวนึงอยู่บนโลก และอีกตัวที่มัน entangled กันอยู่บนดาวเทียมเพื่อส่งข้อมูลกัน ซึ่งตอนนี้ จีนกับสิงคโปร์ก็ทดลองนำเทคนิคนี้มาใช้ในการส่งข้อมูลจากดาวเทียมกลับมาโลก

วิธีนี้จะเป็นไอเดียที่พลิกโลกไปเลย เพราะทำให้เราได้รับสัญญาณจากที่ๆห่างไกลได้ โดยโอกาสที่บุคคลที่สามจะดักฟังแทบจะเป็นศูนย์ เพราะมันไม่ต้องการตัวกลางที่จะถ่ายโอนข้อมูลระหว่างทั้งสองอนุภาค ซึ่งเรื่องนี้ ก็จะโยงกับ Quantum encryption ที่เป็นการเข้าและถอดรหัส สองเรื่องนี้ก็จะเกี่ยวกับการสื่อสารและความปลอดภัยทางไซเบอร์โดยตรง

วงการควอนตัมในไทย และ QTFT

ในไทย มีคนที่มีความสามารถด้านควอนตัมเยอะมาก เพราะรัฐบาลส่งนักเรียนทุนไปเรียนต่างประเทศ ทั้งในระดับตรี โท เอกจำนวนมาก และก็จบจากมหาวิทยาลัยระดับท็อปหลายคน ซึ่งตอนนี้ก็เริ่มกลับมาทำงานแล้ว และยังจะมีเพิ่มอีกหลายคนในไม่กี่ปีข้างหน้า นับรวมๆแล้ว ไม่น่าจะต่ำกว่า 50 คนนะครับ

ฉะนั้น เรามีคนที่มีความรู้ความสามารถด้านนี้เยอะ สิ่งที่เราขาดคือการลงทุนจากภาครัฐ และภาคเอกชน ในการสร้างเทคโนโลยีนี้ขึ้นมา

ปัจจุบัน ตามมหาวิทยาลัยใหญ่ๆ ก็จะมีกลุ่มของนักฟิสิกส์ด้านควอนตัมเทคโนโลยีอยู่

ที่เพิ่งเป็นข่าวไปเมื่อเร็วๆนี้ ก็คือที่มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ กำลังพยายามทำ neutral atom trap คือการดักจับอะตอม เพื่อใช้สมบัติ entanglement ในการทำควอนตัมคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก กลุ่มนี้เป็นกลุ่มที่มี potential และก็ได้รับการสนับสนุน ทั้งจากมหาวิทยาลัยและภาครัฐด้วย

ส่วนกลุ่มอื่นๆ ก็จะกระจายไปตามมหาวิทยาลัยอื่น เช่นที่ ม.นเรศวร มทส. (เทคโนโลยีสุรนารี) ก็จะมีกลุ่มที่ทำวิจัยเทคโนโลยีควอนตัม 2.0 หรือเทคโนโลยีที่ใช้ควบคุมอะตอมหรืออนุภาคเป็นตัวๆไป

ที่เหลือก็จะมีห้องแล็บที่ มหิดล หรือที่ NECTEC (ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ) ก็มีการทำวิจัย เพื่อนำเทคโนโลยีควอนตัมมาใช้สร้างนาฬิกาอะตอม (Atomic clock) ที่มีความแม่นยำในการวัดเวลาสูง

ที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ก็มีความพยายามที่จะสร้างกลุ่มนักวิจัยควอนตัมขึ้นมา

ที่เล่ามาคือมันยังขาดความเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน ต่างคนต่างทำกันคนละเรื่อง

ทีนี้ QTFT หรือ QUANTUM TECHNOLOGY FOUNDATION OF THAILAND ที่ผมและเพื่อนก่อตั้งขึ้นมา ก็มีความพยายามที่จะผนึกกำลังคนมีความรู้ด้านนี้เข้าด้วยกัน สร้างเป็นคอมมูนิตี้ ให้คนที่สนใจด้านนี้ ไม่จำเป็นต้องเป็นนักวิจัย อาจจะเป็นนักศึกษา ได้เข้าถึงข้อมูลจากนักวิจัยที่เป็นผู้สร้างความรู้ด้านควอนตัมขึ้นมาด้วยตัวเอง

อนาคตที่รออยู่

ตอนนี้มันอยู่ในช่วงบ่มเพาะความรู้ เตรียมตัวไปสู่การเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ได้จริง และพอถึงวันนั้นมันก็จะมีอาชีพใหม่ๆเกิดขึ้นแน่นอน

ปัจจุบัน ก็เริ่มมีอาชีพใหม่ๆขึ้นมาแล้ว อย่างตอน AI ก็จะมี data scientist ขึ้นมา ส่วนควอนตัมเทคโนโลยีเนี่ย ในบริษัทใหญ่อย่าง Google, IBM, Huawei เขาก็จะมีตำแหน่งอย่าง Quantum engineer หรือ Quantum electronic engineer

เพราะเค้าต้องการสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์ ที่จะเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ของเทคโนโลยี และการจะสร้างขึ้นก็ต้องรู้ถึงกฎของควอนตัมจริงๆ มันไม่ได้ใช้ทรานซิสเตอร์หรือระบบแบบเดิมที่  electrical engineer รู้ ฉะนั้นก็ต้องใช้ความรู้ความสามารถใหม่ๆจากอาชีพใหม่ๆเหล่านี้

ในอนาคต ถ้าเทคโนโลยีเหล่านี้มันเบ่งบานเต็มที่แล้ว ผมก็มองว่าจะต้องมีอาชีพอย่าง Quantum AI scientist เพราะ AI ปัจจุบัน มันก็ยังใช้คอมพิวเตอร์ปัจจุบันคำนวณอยู่

แต่เมื่อไหร่ที่มีควอนตัมคอมพิวเตอร์เกิดขึ้น AI ก็ต้องเรียนรู้ที่จะคำนวณด้วยเทคนิคทางควอนตัม ซึ่งปัจจุบัน สาขาที่เริ่มมีการรองรับแล้วในเชิงวิชาการก็คือ Quantum machine learning คือการเอาความรู้ทางควอนตัมมาสร้าง machine learning algorithm

ตอนนี้อาจจะเป็นการสร้างบนระบบคอมพิวเตอร์แบบเดิม แต่ในอนาคต ก็จะเป็นการรันบนควอนตัมคอมพิวเตอร์จริงๆ ถึงตอนนั้น อาชีพ Quantum AI scientist ก็คงไม่ไกลเกินไป

ควรเตรียมตัวรับมืออย่างไร?

คำถามนี้จะคล้ายๆกับเมื่อห้าปีที่แล้ว ว่าเมื่อตอนที่ AI เริ่มเข้ามามีบทบาทในชีวิตเรา เราจะปรับตัวยังไง มหาวิทยาลัยหรือโรงเรียน ก็ต้องเริ่มเตรียมหลักสูตรที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีนั้นๆ อย่างสามสี่ปีก่อน ก็เริ่มมีความพยายามวางหลักสูตรเกี่ยวกับ AI ขึ้น

และเมื่อเทคโนโลยีควอนตัมเข้ามา มหาวิทยาลัยหรือโรงเรียนก็ต้องเริ่มปรับตัวที่จะผลิตบุคลากรให้เข้าใจควอนตัมเทคโนโลยีได้ ทำยังไงก็ได้ให้คนที่มีความสามารถหรือความสนใจเข้าไปช่วยทำงานนี้ได้จริงๆ

อีกวิธีคือการจัดเวิร์คช็อปภายในขององค์กรเอกชน เพราะคนที่ทำงานแล้ว ก็คงไม่สามารถเข้าไปเรียนในมหาวิทยาลัยได้ ฉะนั้น QTFT หรือหน่วยงานอื่นที่เกี่ยวข้อง ก็จะเป็นผู้เข้าไปให้ความรู้ตรงนี้ หรือมหาวิทยาลัยเองก็อาจจะมีส่วนช่วยก็ได้

และในงาน RISE Innovation Week 2019 วันที่ 25 กันยายนนี้ ดร. ธิปรัชต์ พร้อมด้วย บุคคลอื่นในวงการควอนตัม จากบริษัทเทคโนโลยีและสถาบันวิจัยชั้นนำทั่วโลก อาทิ Man-Hong Yang หัวหน้าฝ่าย Quantum Computing จาก Huawei Technologies, Daniel Sank วิศวกรด้านควอนตัม อิเลคทรอนิคส์ จาก Google, Runyao Duan กรรมการผู้จัดการสถาบัน Baidu Quantum Computing Institute และ Shengyu Zhang หัวหน้าฝ่าย Quantum Computing ของ Tencent

ก็จะมาร่วมกันแลกเปลี่ยนความรู้ รวมถึงอธิบายถึงทิศทางของเทคโนโลยีนี้แบบเจาะลึกให้มากขึ้น

ผู้สนใจเข้าร่วม สามารถซื้อบัตรได้ที่นี่ RISE Innovation Week หรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม ติดต่อสอบถามได้ที่ 099-190-1468

AHEAD ASIA นวัตกรรม ล้ำหน้า

รู้ลึกเรื่อง Deep Tech ใน 5 วัน ในงาน RISE Innovation Week 2019