Quantum Computing คืออะไร ? มารู้จักกับ "การคำนวณเชิงควอนตัม" กัน

Quantum Computing คืออะไร ? มารู้จักกับ "การคำนวณเชิงควอนตัม" กัน

สำหรับ "การคำนวณเชิงควอนตัม (Quantum Computing)" หรือ "ควอนตัมคอมพิวเตอร์" เป็นอีกหนึ่งแนวคิดที่ล้ำหน้าในวงการเทคโนโลยีซึ่งเกิดจากการผสมผสานระหว่างฟิสิกส์ควอนตัมเข้ากับวิทยาการคอมพิวเตอร์ ด้วยองค์ประกอบ, เทคโนโลยี, เทคนิค และวิธีการต่าง ๆ ทำให้การคำนวณเชิงควอนตัมสามารถประมวลผลข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว และมีประสิทธิภาพสูง

ในบทความนี้จะพาทุกคนไปสำรวจหลักการพื้นฐานของการคำนวณเชิงควอนตัม, การทำงาน, เปรียบเทียบระหว่างการคำนวณเชิงควอนตัมกับแบบดังเดิม, การนำไปประยุกต์ใช้ และอนาคตของการคำนวณเชิงควอนตัม

ภาพจาก : https://physics.berkeley.edu/news/new-technique-error-prone-quantum-computing-makes-classical-computers-sweat

การคำนวณเชิงควอนตัม คืออะไร ? (What is Quantum Computing ?)

การคำนวณเชิงควอนตัม (Quantum Computing) เป็นรูปแบบการประมวลผลที่อาศัยคุณสมบัติพิเศษของสถานะควอนตัม เช่น ซูปเปอร์โพซิชัน (Superposition) และการพัวพัน (Entanglement) ในการทำงาน เครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมเมื่อพัฒนาสำเร็จสมบูรณ์จะไม่เหมาะสำหรับงานคำนวณแบบทั่ว ๆ ไป แต่ จะมีประสิทธิภาพโดดเด่นสำหรับงานเฉพาะด้าน เช่น การแยกตัวประกอบของจำนวนที่ใหญ่มาก การค้นหาฐานข้อมูล และการจำลองกระบวนการทางฟิสิกส์ควอนตัม ซึ่งใช้เวลานานเกินกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมจะประมวลผลได้

การคำนวณเชิงควอนตัมอาศัยหลักการกลศาสตร์ควอนตัม (Quantum Mechanics) ซึ่งเป็นทฤษฎีพื้นฐานทางฟิสิกส์ที่อธิบายปรากฏการณ์ของธรรมชาติในระดับพลังงานของอะตอม และอนุภาคย่อยของอะตอม แม้จะเป็นทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับมานานแล้วแต่บางแง่มุมก็ยังคงเป็นปริศนาอยู่

นักวิจัยด้านวิทยาการสารสนเทศควอนตัม (Quantum Information Science) กำลังพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อที่จะควบคุม และประยุกต์ใช้ศักยภาพทางการคำนวณเหล่านั้นให้เกิดประโยชน์จริงในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม ดังนั้นแล้วพื้นฐานของการคำนวณเชิงควอนตัมจึงเป็นสิ่งสำคัญ มาทำความเข้าใจต่อกันในหัวข้อถัดกันเลย

ภาพจาก : https://en.wikipedia.org/wiki/File:Hydrogen_Density_Plots.png

พื้นฐานของ การคำนวณเชิงควอนตัม (Fundamentals of Quantum Computing)

เพื่อที่จะทำความเข้าใจการคำนวณเชิงควอนตัมให้มากยิ่งขึ้น อันดับแรกเราต้องมาทำความรู้จักกับสิ่งสำคัญที่แตกต่างจากคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม (Classical Computing) ซึ่งได้แก่ คิวบิต (Qubits), ซูเปอร์โพสิชัน (Superposition) และเอนแทงเกิลเมนต์ (Entanglement) โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

คิวบิต (Qubits)

ปกติตามที่ทุกคนคุ้นชินกันคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมจะใช้บิต (Bit) ในการเข้ารหัสข้อมูล ซึ่งจะมีค่าเป็น 0 หรือ 1 เพียงเท่านั้น แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัม (Quantum computer) จะใช้ คิวบิต (Qubit) ซึ่งสามารถอยู่ในสถานะทับซ้อน (Superposition) ได้ซึ่งนั่นก็คือคิวบิตสามารถอยู่ในสถานะ 0, 1, หรือทั้ง 0 และ 1 ได้ในเวลาเดียวกันได้นั่นเอง

โดยทั่วไปแล้วคิวบิตจะถูกสร้างขึ้นจากระบบที่แสดงลักษณะควอนตัมเชิงกล (Quantum Mechanical) เช่น การหมุนของอิเล็กตรอน (Electron Spin) หรือการโพลาไรเซชันของโฟตอน (Photon Polarization) การควบคุมคุณสมบัติเหล่านี้ด้วยความแม่นยำ ช่วยให้สามารถสร้าง และควบคุมคิวบิตเพื่อใช้ในการคำนวณได้

ภาพจาก : https://www.qnulabs.com/quantum-101-qubit/

ความสามารถในการอยู่ในสถานะที่จะเป็นเพียงแค่ 0 หรือ 1 หรือทั้งคู่ก็ได้ของคิวบิต นำไปสู่คุณสมบัติการคำนวณที่น่าทึ่ง แต่ทว่าคิวบิตยังไม่สมบูรณ์แบบ พวกมันละเอียดอ่อนมาก และสามารถถูกรบกวนได้ง่ายจากสภาพแวดล้อมต่าง ๆ

นักวิทยาศาสตร์ด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัม มักเรียกปรากฏการณ์นี้ว่าการสูญเสียการเชื่อมโยงกันของควอนตัม (Decoherence) ความไวต่อสิ่งรบกวนนี้ส่งผลให้การคำนวณแบบควอนตัมต้องดำเนินการภายในช่วงเวลาที่สั้นมาก และมักอยู่ที่อุณหภูมิต่ำมากเพื่อรักษาสถานะควอนตัมของคิวบิต การพัฒนาคิวบิตที่เสถียร ซึ่งสามารถรักษาสถานะของมันไว้ได้นานพอสำหรับการคำนวณที่มีประสิทธิภาพ เป็นหนึ่งในความท้าทายสำคัญของคอมพิวเตอร์ควอนตัม

หลักการทับซ้อน (Superposition) และการพัวพัน (Entanglement)

หัวใจสำคัญของการคำนวณเชิงควอนตัมก็คือหลักการสำคัญสองประการของกลศาสตร์ควอนตัม ได้แก่

การทับซ้อน (Superposition)

ดังที่ได้กล่าวไปบิตในคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมนั้นจะอยู่ในตำแหน่ง 1 หรือ 0 เพียงเท่านั้น ซึ่งเหมือนสวิตช์ไฟที่สถานะเปิด หรือปิด ในทางกลับกันซูเปอร์โพสิชันในกลศาสตร์ควอนตัม เป็นหลักการที่ระบบควอนตัมสามารถดำรงอยู่ในหลายสถานะ หรือการกำหนดค่าพร้อมกันได้  ให้ลองนึกภาพไฟที่ไม่มีสวิตช์ แต่ใช้ปุ่มหรี่ไฟที่สามารถปรับไฟระหว่างเปิด และปิดได้ หรือสามารถจินตนาการเป็นเหรียญที่หมุนเร็วมาก ๆ อย่างเหลือเชื่อ ทำให้มันอยู่เป็นได้ทั้งหัว และก้อยจนกว่าจะมีคนหยุดการหมุนและสังเกตตำแหน่งของเหรียญในที่สุด

การพัวพัน (Entanglement)

การพัวพัน (Entanglement) เป็นการต่อยอดพลังของการทับซ้อน (Superposition) เมื่อคิวบิตอยู่ในสถานะ Entanglement สถานะของคิวบิตหนึ่งจะขึ้นอยู่กับสถานะของอีกคิวบิตหนึ่ง ไม่ว่าพวกมันจะอยู่ห่างกันแค่ไหนในทางกายภาพ สิ่งนี้นำไปสู่ปรากฏการณ์ที่ความจุของข้อมูลของระบบควอนตัมสามารถเพิ่มขึ้นตามเลขชี้กำลังตามจำนวนของคิวบิต เพราะเนื่องจากพวกมันสามารถคำนวณหลายอย่างได้พร้อมกันนั่นเอง

การคำนวณเชิงควอนตัม ทำงานอย่างไร ? (How does Quantum Computing work ?)

เราลองมาทบทวนสิ่งที่เราคุยกันเกี่ยวกับบิตของคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมกันก่อน บิตนั้นสามารถถูกควบคุมได้ง่าย ๆ ด้วยเกท (Gate) ทางดิจิทัล ทว่าคิวบิตนั้นแตกต่างออกไป มันต้องถูกควบคุมด้วยเกทควอนตัม (Quantum Gate) ในวงจรควอนตัม (Quantum Circuit) ซึ่งเกทเหล่านี้ทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงความน่าจะเป็นของสถานะของคิวบิต โดยไม่จำเป็นต้องวัดค่าของมันโดยตรง ทำให้เกิดการคำนวณที่ซับซ้อนได้ เรามาดูกันว่าส่วนประกอบทั้งสองอย่างนี้มีการทำงานอย่างไร ?

เกทควอนตัม (Quantum Gate)

เนื่องจากคิวบิตสามารถอยู่ในสถานะที่เป็นซูเปอร์โพสิชันได้ เกทควอนตัมจึงทำหน้าที่ควบคุมคิวบิตเหล่านั้นผ่านการดำเนินการซึ่งมักแสดงด้วยเมทริกซ์ (Matrix) ซึ่งเป็นตารางสี่เหลี่ยมประกอบด้วยตัวเลขหรือสัญลักษณ์เรียงตามแถว และคอลัมน์ โดยมักใช้ในการแสดงผล และจัดการข้อมูล การดำเนินการเหล่านี้รวมถึง การหมุนของสถานะ (Rotation Of The State) คือการเปลี่ยนความน่าจะเป็นที่คิวบิตจะอยู่ในสถานะ 0 หรือ 1, การพัวพัน (Entanglement) เชื่อมโยงสถานะของคิวบิตสองตัวเข้าด้วยกัน โดยที่สถานะของคิวบิตหนึ่งขึ้นอยู่กับสถานะของอีกคิวบิตหนึ่ง และ ซูเปอร์โพสิชัน (Superpositon) สร้างสถานะที่คิวบิตให้อยู่ในสภาวะผสมกันระหว่าง 0 และ 1

ภาพจาก : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Quantum_computer.jpg

วงจรควอนตัม (Quantum Circuit)

คือลำดับของเกทควอนตัมที่ออกแบบมาเพื่อทำการคำนวณเฉพาะอย่าง คิวบิตจะผ่านเกทเหล่านี้ในลักษณะที่คล้ายกับแนวคิดที่บิตผ่านเกทแบบดั้งเดิมในวงจรทั่วไป อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะควอนตัมของวงจรเหล่านี้ ทำให้พวกมันสามารถคำนวณแบบซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าวงจรแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับปัญหาบางอย่าง เช่น การแยกตัวประกอบของจำนวนเต็มขนาดใหญ่ (Factoring Large Numbers) หรือการจำลองระบบควอนตัม (Simulating Quantum Systems)

ภาพจาก : https://www.researchgate.net/figure/IBM-quantum-circuit-illustrating-the-non-local-implementation-of-a-CNOT-gate-where-qubit_fig4_319900987

วงจรควอนตัม (Quantum Circuit) จำเป็นต้องได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถันเพื่อให้รับมือกับปรากฏการณ์ควอนตัม เช่น Coherence และ Entanglement ได้ นอกจากนี้ การวัดผลในการคำนวณแบบควอนตัมยังแตกต่างไปจากการคำนวณแบบดั้งเดิมอย่างสิ้นเชิง เมื่อมีการวัดคิวบิตซูเปอร์โพสิชันของมันจะยุบตัวลงเป็นหนึ่งในสถานะพื้นฐาน (0 หรือ 1) ซึ่งส่งผลอย่างยิ่งต่อผลลัพธ์ของการคำนวณ

เปรียบเทียบ การคำนวณเชิงควอนตัม กับ การคำนวณแบบดั้งเดิม (Quantum Computing and Classical Computing Comparisons)

นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนทานต่อความผิดพลาด (Fault-Tolerant) จะสามารถเอาชนะวิธีการคำนวณแบบคอมพิวเตอร์ดั้งเดิมได้ในหลายด้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์ควอนตัมมีข้อได้เปรียบในการคำนวณ เช่น การหาค่าเหมาะที่สุด (Optimization) การจำลอง (Simulation) และฟังก์ชันการเข้ารหัสต่าง ๆ

ความเร็วและประสิทธิภาพ

สำหรับงานที่เฉพาะเจาะจงคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่อาศัยหลักการของซูเปอร์โพสิชัน และเอนแทงเกิลเมนต์ ถูกยอมรับว่าเป็น "เครื่องคำนวณ (Calculation Machines)" ที่สามารถเปลี่ยนแปลงรูปแบบการทำงานได้เลย ด้วยความเร็ว และประสิทธิภาพที่เหนือกว่า โดยหลักการของซูเปอร์โพสิชัน ช่วยให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานแบบขนาน (Parallelism) ซึ่งส่งผลต่อการเพิ่มความเร็ว ในขณะที่เอนแทงเกิลเมนต์ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ซึ่งคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้สาเหตุเนื่องจากต้องประมวลผลบิตทีละตัว

ภาพจาก : https://techxplore.com/news/2023-05-qa-expert-discusses-realistically-quantum.html

ข้อจำกัดที่เป็นความท้าทายของการคำนวณเชิงควอนตัม

ด้วยความเร็ว และประสิทธิภาพดังกล่าว ย่อมต้องมีเหตุผลว่าทำไมอุปกรณ์เหล่านี้จึงยังไม่ถูกนำมาใช้ในปัจจุบัน เพราะมีข้อจำกัด และความท้าทายหลายประการในการคำนวณแบบควอนตัม ประการแรกคือความซับซ้อนของอุปกรณ์ แนวทางทั้งหมดในการคำนวณแบบควอนตัม ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความไวสูง และงานวิศวกรรมที่ซับซ้อน แม้ว่าจะเทียบกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยที่สุดก็ตาม

อย่างไรก็ตามข้อจำกัด และความท้าทายหลักในการคำนวณแบบควอนตัมคือ ความไวต่อสัญญาณรบกวนจากสภาพแวดล้อม เนื่องจากคิวบิตมีความไวต่อสัญญาณรบกวนเช่น ความร้อน และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แม้กระทั่งรังสีคอสมิก คิวบิตจึงสามารถเกิดข้อผิดพลาดที่ส่งผลต่อความสามารถในการคำนวณอย่างรวดเร็ว และประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องดูแลรักษาสถานะควอนตัมเหล่านั้นให้นานที่สุดเท่าที่จะทำได้

ซึ่งนี่เองที่อธิบายถึงความจำเป็นส่วนใหญ่สำหรับวิศวกรรมที่ซับซ้อนของอุปกรณ์ที่ใช้ แต่นักวิทยาศาสตร์ยังต้องออกแบบโปรโตคอลการแก้ไขข้อผิดพลาด (Error-Correction Protocols) เพื่อลดแนวโน้มในการเกิดข้อผิดพลาดเหล่านี้อีกด้วย แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว แต่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมก็ยังคงมีข้อได้เปรียบในการแก้ปัญหาส่วนใหญ่ และปัญหาในเชิงปฏิบัติการทั้งหมด เนื่องจากความเสถียรที่มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม

ข้อมูลเพิ่มเติม : Protocol คืออะไร ? จำเป็นแค่ไหน ต่อการใช้งานเน็ตเวิร์ก หรือเล่นเน็ต ?

ภาพจาก : https://universalinstitutions.com/the-challenges-of-quantum/

การประยุกต์ใช้ การคำนวณเชิงควอนตัม ไป (Quantum Computing Applications)

แม้ในขณะนี้ยังมีข้อจำกัดในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถใช้งานได้จริง แต่ถ้าหากทีมนักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการแก้ไขปัญหาข้อผิดพลาด (Fault-Tolerant) จะมีการประยุกต์ใช้การคำนวณเชิงควอนตัมหลายประการ ซึ่งสามารถดูแนวโน้มการประยุกต์ใช้ในบางส่วนดังต่อไป

การยกระดับการเข้ารหัสลับ และความปลอดภัยทางไซเบอร์

การคำนวณเชิงควอนตัมมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อการเข้ารหัสลับ และความปลอดภัยทางไซเบอร์ วิธีการเข้ารหัสแบบดั้งเดิม เช่น RSA พึ่งพาความยากลำบากในการแยกตัวประกอบของตัวเลขขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นงานที่คอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมสามารถทำได้เร็วขึ้นอย่างมหาศาล ความสามารถนี้ทำให้มาตรฐานการเข้ารหัสในปัจจุบันที่ใช้อยู่ถูกคุกคาม จำเป็นต้องพัฒนาการเข้ารหัสที่ต้านทานควอนตัมได้

ในทางตรงกันข้าม การคำนวณเชิงควอนตัมได้นำเสนอเทคนิคการเข้ารหัสขั้นสูง เช่น การแจกจ่ายกุญแจควอนตัม (Quantum Key Distribution : QKD) ซึ่งให้การเข้ารหัสที่ไม่สามารถถูกเจาะได้ในทางทฤษฎี QKD ใช้คุณสมบัติควอนตัม เช่น การพันกัน และการทับซ้อนเพื่อตรวจจับการพยายามดักฟังใด ๆ จึงมั่นใจได้ถึงความปลอดภัยในการส่งข้อมูลอย่างสมบูรณ์แบบ

การคำนวณเชิงควอนตัมยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยทางไซเบอร์โดยการวิเคราะห์ชุดข้อมูลขนาดใหญ่เพื่อระบุรูปแบบ และภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม ความสามารถนี้ในการประมวลผล และวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็ว สามารถปรับปรุงการตรวจจับ และตอบสนองต่อภัยคุกคามให้ดีขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้ระบบความปลอดภัยทางไซเบอร์มีความแข็งแกร่งมากขึ้น

ภาพจาก : https://crypto.stackexchange.com/questions/48029/what-exactly-is-a-quantum-key-distribution-network-for

ความก้าวหน้าในการค้นคว้ายา และวัสดุศาสตร์

ในการค้นคว้ายา และวัสดุศาสตร์ การคำนวณเชิงควอนตัมช่วยให้การจำลองปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุล และเคมีในระดับที่มีรายละเอียดที่สูงมาก ๆ การจำลองโมเลกุลที่ซับซ้อนเป็นงานที่ท้าทายสำหรับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของตัวแปรอย่างรวดเร็ว แต่คอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมสามารถจัดการกับความซับซ้อนนี้ได้อย่างง่ายดาย

ความสามารถนี้ทำให้สามารถจำลองโครงสร้าง และพฤติกรรมของโมเลกุลได้อย่างแม่นยำ นำไปสู่กระบวนการค้นคว้ายาที่รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพมากขึ้น เช่น คอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมสามารถวิเคราะห์ และทำนายได้อย่างรวดเร็วว่าสารประกอบยาต่าง ๆ จะมีปฏิสัมพันธ์กับเป้าหมายทางชีวภาพเฉพาะได้อย่างไร จึงทำให้การระบุผู้สมัครยาที่มีศักยภาพเป็นไปได้เร็วขึ้น

ในวัสดุศาสตร์ การจำลองเชิงควอนตัมสามารถนำไปสู่การค้นพบวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติตามต้องการ เช่น อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงขึ้นหรือการนำไฟฟ้าที่ดีกว่า สิ่งนี้สามารถปฏิวัติอุตสาหกรรมเช่น การบิน และอวกาศ, อิเล็กทรอนิกส์ และพลังงานหมุนเวียนโดยการสร้างวัสดุที่มีประสิทธิภาพ, ยั่งยืน และคุ้มค่ามากขึ้น

การเพิ่มประสิทธิภาพระบบที่ซับซ้อน

ในการเงิน และการขนส่ง การคำนวณเชิงควอนตัมช่วยปรับปรุงสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบที่ซับซ้อน ในการเงินอัลกอริธึมควอนตัมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพพอร์ตการลงทุนโดยการวิเคราะห์ข้อมูลตลาดจำนวนมาก และจำลองสถานการณ์ทางการเงินต่าง ๆ พร้อมกัน สิ่งนี้นำไปสู่การสร้างแบบจำลองการประเมินความเสี่ยงที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น และกลยุทธ์การจัดสรรสินทรัพย์ที่ดีขึ้น เพิ่มผลตอบแทนในขณะที่ลดความเสี่ยง

ในการขนส่งการคำนวณเชิงควอนตัมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการห่วงโซ่อุปทานโดยการแก้ปัญหาเส้นทางที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม ซึ่งรวมถึงการกำหนดเส้นทางที่มีประสิทธิภาพที่สุดสำหรับการขนส่ง ลดเวลาในการจัดส่ง และช่วยลดต้นทุนสำหรับการดำเนินงานขนส่งขนาดใหญ่ เช่น การขนส่งทางเรือทั่วโลกหรือการจัดตารางเวลาเครื่องบิน ความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพของการคำนวณเชิงควอนตัมสามารถส่งผลให้เกิดการปรับปรุงที่สำคัญในด้านประสิทธิภาพ การประหยัดต้นทุน และความยั่งยืนต่อสิ่งแวดล้อม

สถานการณ์ของ การคำนวณเชิงควอนตัม ในปัจจุบัน (Quantum Computing Current Situations)

เงินทุนจากภาคเอกชน และการลงทุนของรัฐบาลได้เพิ่มการวิจัย สร้างแรงจูงใจมากขึ้นในการพัฒนาพื้นฐานทางทฤษฎี และทางปฏิบัติ ของอุปกรณ์ควอนตัมที่สามารถให้ข้อได้เปรียบที่เป็นประโยชน์จริง ๆ แม้ว่าในตอนนี้เรายังคาดเดาไม่ได้ ว่ามันจะพร้อมใช้งานจริงได้เมื่อไหร่

แต่นโยบายของหลายบริษัทที่พัฒนาเทคโนโลยีควอนตัม รับรองว่าจะมองเห็นเค้าร่างของการคำนวณเชิงควอนตัมภายในสิ้นทศวรรษนี้ และบางบริษัทเคลมว่าอาจจะได้เห็นมันในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านี้เลย

ภาพจาก : https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-01-17/quantum-computing-to-spark-cybersecurity-armageddon-ibm-says?embedded-checkout=true

บทสรุปเกี่ยวของ การคำนวณเชิงควอนตัม (Quantum Computing Conclusions)

เราอาจอยู่ใกล้จุดเริ่มต้นของยุคการคำนวณเชิงควอนตัม แม้จะมีความท้าทายในการแก้ไขข้อผิดพลาดต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น แต่การพัฒนาก็กำลังดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง เมื่อการแก้ไขข้อผิดพลาดมีประสิทธิภาพมากขึ้น คอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมก็จะถูกนำมาใช้ในสถาบันวิจัย และบริษัทต่าง ๆ เพิ่มขึ้นอีก ซึ่งจะช่วยแก้ไขปัญหาใหญ่ ๆ ทางวิทยาศาสตร์ และสังคม เช่น การค้นหาวิธีการรักษาใหม่, การพัฒนากลยุทธ์, การจัดการระบบที่ซับซ้อนต่าง ๆ  และการค้นพบวัสดุใหม่ ๆ ที่ช่วยพัฒนาเทคโนโลยีมากขึ้นไปอีก

ความรับผิดชอบทางจริยธรรม และสังคมมีก็ความสำคัญ เช่น การทำให้การคำนวณเชิงควอนตัมเป็นที่เข้าใจ และเข้าถึงได้สำหรับทุกคนไม่ใช่แค่ผู้เชี่ยวชาญ นอกจากนี้ยังมีความสามารถด้านการป้องกันเรื่องการแฮกข้อมูลโดยผู้ไม่หวังดี นักวิทยาศาสตร์เองก็กำลังพัฒนาเทคนิคการเข้ารหัสที่ปลอดภัยจากควอนตัม  (Quantum-Safe Cryptographic Techniques) เพื่อปกป้องข้อมูลที่สำคัญของทุกคนไว้นั่นเอง