คอมพิวเตอร์ควอนตัม นวัตกรรมสุดล้ำที่จะพลิกโฉมธุรกิจและสังคมทศวรรษหน้า

1.บทนำ

ปัจจุบันเป็นที่ประจักษ์ชัดว่าประโยชน์ของคอมพิวเตอร์มีมหาศาล ทำให้โลกก้าวหน้าขึ้นอย่างมากมาย ความพยายามในการเพิ่มสมรรถนะของคอมพิวเตอร์จึงมีอยู่เสมอ สมรรถนะของคอมพิวเตอร์นั้นดูกันที่ความจุข้อมูลและความเร็วในการคำนวณหรือในการจัดดำเนินการกับข้อมูล ซึ่งขึ้นอยู่กับสมรรถนะของไมโครโปรเซสเซอร์ (microprocessor) อีกที แต่บัดนี้กำลังประสบอุปสรรคที่ยากก้าวข้าม 2 ประการ กล่าวคือ

1. การเพิ่มสมรรถนะของไมโครโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันอยู่ทุกวันนี้ก็คือการเพิ่มจำนวนซิลิกอนทรานซิสเตอร์ข้างในนั่นเอง สอดคล้องกับที่ Gordon Moore หนึ่งในผู้ก่อตั้งบริษัท Intel เคยกล่าวไว้ว่า “จำนวนทรานซิสเตอร์ที่อยู่ในไมโครชิปจะเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่าทุกๆ 2 ปี” ซึ่งก็หมายถึงการลดขนาดของทรานซิสเตอร์ลงนั่นเอง แต่ปัจจุบันทรานซิสเตอร์เหล่านี้ก็ถูกลดขนาดลงมากแล้วจนแทบจะมีขนาดเท่ากับความกว้างของสายเกลียวคู่ DNA (ประมาณ 2 นาโนเมตร) การทำให้เล็กลงไปกว่านี้อีกเป็นขีดจำกัดของธรรมชาติเพราะอะตอมของซิลิกอน ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำหลักที่ใช้ในการทำทรานซิสเตอร์เหล่านั้นมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2 นาโนเมตร และซิลิกอนทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวย่อมต้องประกอบขึ้นมาจากอะตอมของซิลิกอนจำนวนหลายตัวอย่างหลีกเลี่ยงไม่พ้น
2. การเพิ่มสมรรถนะโดยการเพิ่มจำนวนไมโครโปรเซสเซอร์ เช่นโดยการนำคอมพิวเตอร์หลายๆเครื่องมาทำงานร่วมกันเป็นคลัสเตอร์ (cluster) ดังเช่นกรณีของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ (supercomputer) ทั้งหลาย ก็มีขีดจำกัดเช่นกัน เมื่อถึงจุดๆหนึ่งจะมีปัญหาเรื่องใช้พลังงานไฟฟ้าสูงมาก จนได้ไม่คุ้มเสีย ยกตัวอย่างเช่นเครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Summit (รูปที่ 1) ซึ่งเร็วที่สุดในโลกในปีพ.ศ.นี้ ก็กินไฟถึง 13 เมกะวัตต์เข้าไปแล้ว หรือเครื่องซูเปอร์คอมพิวเตอร์เทียนเหอ-2 (Tianhe-2) ของศูนย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์แห่งชาติที่นครกว่างโจว ก็กินไฟประมาณ 18 เมกะวัตต์ (กำลังผลิตของเขื่อนแก่งกระจานคือ 19 เมกะวัตต์) Semiconductor Industry Association ได้รายงานด้วยความกังวลว่า เมื่อโลกก้าวมาถึงปีพ.ศ. 2583 คืออีกประมาณ 20 ปีนับจากนี้ จะไม่มีไฟฟ้าเพียงพอที่จะป้อนให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วโลก [1]

รูปที่ 1 เครื่อง Summit Supercomputer สร้างโดยบริษัท IBM ด้วยงบประมาณของกระทรวงพลังงานนับร้อยล้านดอลลาร์สหรัฐ IBM เริ่มพัฒนาโครงการนี้ตั้งแต่ปลายปีพ.ศ. 2557 ปัจจุบันใช้ในงานด้านวิทยาศาสตร์อยู่ที่ศูนย์วิจัยแห่งชาติ Oak Ridge (ORNL) ในมลรัฐเทนเนสซี สหรัฐอเมริกา (ที่มารูป: https://insidehpc.com/2018/06/radio-free-hpc-looks-new-summit-supercomputer-ornl/)

 

แต่เมื่อวิชาฟิสิกส์พัฒนาขึ้นทั้งในด้านทฤษฎีและการทดลอง โลกก็ได้รู้ว่าวิชากลศาสตร์ควอนตัม (Quantum Mechanics) เปิดช่องให้สามารถเกิดมีคอมพิวเตอร์แบบใหม่ที่ทำให้อุปสรรคสำคัญดังกล่าวไร้ความหมาย ทั้งนี้นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ได้เริ่มคิดเรื่องคอมพิวเตอร์แบบใหม่ที่ใช้ประโยชน์จากความแปลกประหลาดของโลกควอนตัมตั้งแต่เมื่อ 30 ปีที่แล้ว และทำให้เกิดออกมาเป็นตัวเป็นตนรุ่นบุกเบิกเมื่อประมาณ 20 ปีที่ผ่านมา นั่นคือแนวคิดเรื่อง “คอมพิวเตอร์ควอนตัม (quantum computer)” ได้รับการพิสูจน์แล้ว

นับแต่นี้ไปยุคใหม่แห่งการคำนวณและโครงข่ายเชิงควอนตัม (quantum computing & networking) และสารสนเทศศาสตร์เชิงควอนตัม (quantum information science) ที่เป็นความหวังใหม่ของวงการวิทยาศาสตร์, เทคโนโลยี, เศรษฐกิจและสังคม ได้เริ่มต้นขึ้นแล้วอย่างมุ่งมั่นจริงจัง ทั้งด้านซอฟต์แวร์ (software), ฮาร์ดแวร์ (hardware) และการประยุกต์ใช้ประโยชน์

2.Winner-take-all

วงการธุรกิจมักจะมองหาความได้เปรียบในการแข่งขันอยู่เสมอ โดยเฉพาะในยุคสมัยที่เศรษฐกิจโลกชะลอตัวและการแข่งขันก็รุนแรงอย่างเช่นทุกวันนี้ ด้วยการที่สมรรถนะของคอมพิวเตอร์ควอนตัมสูงกว่าคอมพิวเตอร์แบบที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันหลายเท่าทวีคูณ (เพื่อความชัดเจนอย่างกระชับ ต่อไปจะเรียกคอมพิวเตอร์ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปขณะนี้ว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิก ซึ่งแปลมาจากคำว่า classical computer)  คอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงถือได้ว่าจะเป็นความได้เปรียบเชิงธุรกิจที่สำคัญ Google, Facebook และ Amazon ของสหรัฐอเมริกาได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการสามารถฉกฉวยประโยชน์จากความก้าวหน้าของคอมพิวเตอร์คลาสสิกและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องได้  จนเป็นผู้นำตลาดในด้าน search engine,  social networking และ  e-commerce ตามลำดับ สามารถนำเงินตราเข้าสหรัฐอเมริกาได้น่าตื่นตาตื่นใจเพียงใด ประเทศที่มีพื้นฐานที่แข็งแรงด้าน S&T จึงได้ลงทุนด้านการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมและเทคโนโลยีควอนตัมอย่างไม่ยอมน้อยหน้ากัน

รูปที่ 2 ประธานาธิบดี Donald Trump แห่งสหรัฐอเมริกาลงนามในกฎหมาย National Quantum Initiative Act ที่ทำเนียบขาว เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2561 (ที่มารูป: https://www.aip.org/fyi/2019/national-quantum-initiative-signed-law)

เมื่อวันที่ 21 ธันวาคม พ.ศ. 2561 ประธานาธิบดีโดนัลด์ ทรัมป์ ได้ลงนามในกฎหมาย National Quantum Initiative Act (รูปที่ 2) หลังจากที่ร่างกฎหมายนี้ได้ผ่านความเห็นชอบจากวุฒิสภาอย่างเป็นเอกฉันท์เมื่อวันที่ 13 ธันวาคม พ.ศ. 2561 และต่อมาในวันที่ 19 ธันวาคม พ.ศ. 2561 ชนะการโหวตในสภาผู้แทนราษฎรด้วยคะแนนเสียง 348 ต่อ 11 ซึ่งมีผลบังคับให้รัฐบาลต้องจัดสรรงบประมาณ 1.2 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 3.7 หมื่นล้านบาท) เพื่อสนับสนุนส่งเสริมนักวิจัยในมหาวิทยาลัย, ศูนย์วิจัยและภาคเอกชนร่วมกันพัฒนาสารสนเทศศาสตร์เชิงควอนตัมขึ้นในประเทศ สำหรับช่วงเวลาอีก 5 ปีต่อจากนี้ ซึ่งว่ากันตามจริงแล้ว รัฐบาลสหรัฐอเมริกายังออกตัวในเรื่องนี้ช้ากว่ารัฐบาลของอีกหลายประเทศ เช่น สหราชอาณาจักร (UK National Quantum Technologies Programme งบประมาณ 1.2 หมื่นล้านบาท / 5 ปี เริ่มตั้งแต่ปีพ.ศ. 2557), เนเธอร์แลนด์ (QuTech Initiative งบประมาณ 4.6 พันล้านบาท / 10 ปี เริ่มตั้งแต่ปีพ.ศ. 2558), สหภาพยุโรป (EU Quantum Flagship งบประมาณ 4 หมื่นล้านบาท / 10 ปี เริ่มตั้งแต่ปีพ.ศ. 2559), ญี่ปุ่น (15 ปีที่ผ่านมารัฐบาลได้ลงทุนด้านวิทยาการและเทคโนโลยีของสารสนเทศเชิงควอนตัมรวมแล้วประมาณ 7.6 พันล้านบาท อีก 10 ปีข้างหน้าจะลงทุนอีกประมาณ 6 พันล้านบาทผ่านทางโปรแกรม Q-LEAP), ออสเตรเลีย (Centre for Quantum Computation and Communication Technology ที่ UNSW นครซิดนีย์ งบประมาณ 1 พันล้านบาท / 5 ปี เริ่มตั้งแต่ปีพ.ศ. 2559) และ จีน (ส่งดาวเทียมควอนตัมชื่อ Micius ขึ้นสู่วงโคจรเมื่อปีพ.ศ. 2559 และกำลังสร้าง National Laboratory for Quantum Information Sciences ที่เมืองเหอเฟย์ เมืองหลวงของมณฑลอานฮุย ด้วยงบประมาณ 3 แสนล้านบาท ซึ่งคาดว่าจะเริ่มใช้งานได้ในปีพ.ศ. 2563)

แต่ภาคธุรกิจเอกชนของสหรัฐอเมริกาไม่ได้ใจเย็นเหมือนรัฐบาล เคลื่อนไหวในเรื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมล่วงหน้าไปก่อนนานแล้ว [2]

IBM: บริษัทสนใจในเรื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมมากว่า 30 ปี โดยมีความก้าวหน้าเป็นลำดับ ปัจจุบันมีศูนย์ IBM Quantum Computation Center ดูแลเรื่องนี้เป็นการเฉพาะ ในปีพ.ศ. 2559 ได้มีการเปิดเว็บไซต์ชื่อ “IBM Q Experience” ที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 5 คิวบิต (มีการขยายความเรื่อง qubit ไว้ในภาคผนวกท้ายบทความนี้) ให้บริการฟรีผ่านทางอินเตอร์เน็ตแก่บุคคลทั่วไปที่อยากเรียนรู้และพัฒนาการคำนวณเชิงควอนตัม ต่อมาได้เพิ่มเครื่องขนาด 5 คิวบิต กับ 16 คิวบิตอีกอย่างละเครื่องเข้าไปเสริม ปลายปีพ.ศ. 2560 IBM ได้ประกาศว่ามีเครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 20 คิวบิต จำนวน 2 เครื่องไว้ให้ลูกค้าที่เป็นสมาชิกของ IBM Q Network เช่าเวลาใช้งานผ่านทางระบบคลาวด์ (cloud-based quantum computing system) นอกจากนั้นยังประกาศว่าได้สร้างโปรเซสเซอร์ควอนตัมต้นแบบขนาด 50 คิวบิตสำเร็จแล้ว ล่าสุดตอนต้นปีนี้ บริษัทได้เผยโฉมเครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดกะทัดรัดชื่อ IBM Q System One (รูปที่ 3) ขนาด 20 คิวบิต ที่พร้อมจำหน่ายให้แก่ผู้ที่สนใจ ลูกค้ารายใหญ่ที่ทำสัญญาขอใช้เครื่องผ่านทางคลาวด์ ก็ได้แก่ ศูนย์วิจัย CERN, Fermilab, Argonne National Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory และ บริษัท ExxonMobil เป็นอาทิ

รูปที่ 3 (ซ้าย) ลักษณะภายนอก (กว้างและสูงด้านละ 2.7 เมตร) และ (ขวา) ส่วนโปรเซสเซอร์ควอนตัมที่อยู่ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัม IBM Q System One (ที่มารูป: https://www.theverge.com/2019/1/8/18171732/ibm-quantum-computer-20-qubit-q-system-one-ces-2019 และ https://www.bilan.ch/techno/10-technos-quon-a-aime-ou-pas-au-ces-2019)

Google: บริษัทนี้ก็สนใจเรื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมมานานแล้วพอสมควร มีห้องปฏิบัติการวิจัย Quantum Artificial Intelligence Lab (QuAIL) รับผิดชอบในเรื่องนี้โดยเฉพาะ ในปีพ.ศ. 2556 Google ได้ซื้อเครื่องของบริษัท D-Wave Systems มาทดลองใช้ก่อน แต่หลังจากนั้นไม่นานทางบริษัทก็ได้พัฒนาฮาร์ดแวร์ขึ้นเอง ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2561 บริษัทได้เผยโฉมโปรเซสเซอร์ควอนตัมขนาด 72 คิวบิต ตั้งชื่อให้ว่า “Bristle cone” ในเดือนกันยายนของปีนี้ Google ได้อ้างว่าโปรเซสเซอร์ควอนตัม Sycamore ขนาด 54 คิวบิตของตัว (รูปที่ 4) ได้บรรลุถึงขั้นมไหศวรรย์ควอนตัมแล้ว (quantum supremacy คือขั้นที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมก้าวหน้าจนมีศักยภาพแก้โจทย์ที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกทำไม่ได้ คำนี้คิดขึ้นโดยศาสตราจารย์ John Preskill แห่งมหาวิทยาลัย Caltech) กล่าวคือเมื่อนำไปใช้แก้ปัญหาที่เกี่ยวกับความไม่มีแบบแผนของตัวเลข Sycamore ใช้เวลาเพียงประมาณ 200 วินาที ในขณะที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกอย่าง Summit ต้องใช้เวลาถึง 1 หมื่นปี [3] (แต่นักวิทยาศาสตร์ของบริษัท IBM ไม่เห็นด้วยกับตัวเลขนี้ พวกเขาคิดว่าน่าจะเป็นสองวันครึ่งเท่านั้น)

รูปที่ 4 (ซ้าย) โปรเซสเซอร์ควอนตัม Sycamore และ (ขวา) Sundar Pichai CEO ของ Google ถ่ายรูปคู่กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องหนึ่งของบริษัทที่กำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนาที่ QuAIL ที่มีทีมนักวิจัยประมาณ 35 คน และเพียบพร้อมด้วยอุปกรณ์เครื่องมือนับหลายร้อยล้านดอลลาร์สหรัฐ ต้นปีหน้าหน่วยพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมนี้ของ Google จะย้ายไปอยู่บ้านหลังใหม่ที่ใหญ่กว่าเดิม อีกทั้งจะมีทีมงานเพิ่มขึ้นด้วยทั้งนักฟิสิกส์และวิศวกร หัวหน้าฝ่ายฮาร์ดแวร์คือ John M. Martinis ศาสตราจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ ของ University of California วิทยาเขต Santa Barbara (UCSB) ซึ่งได้ยกทีมจาก UCSB มาช่วย Google ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2557 (ที่มารูป:https://www.inverse.com/article/59507-full-quantum-supremacy-paper และhttps://www.wsj.com/articles/google-claims-breakthrough-in-quantum-computing-11571843751 )

 

Intel: บริษัทชั้นนำของโลกด้านการออกแบบและผลิตไมโครชิปแห่งนี้ก็เอาจริงเอาจังในเรื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่น้อยหน้ากว่าใคร ใช้ 2 แนวทางในการดำเนินงาน แนวทางแรกเป็นการไปร่วมงานกับศูนย์วิจัยที่เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีควอนตัมของประเทศเนเธอร์แลนด์ คือศูนย์วิจัย Advanced Research Centre for Quantum Computing and Quantum Internet (QuTech)  ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2560 Intel ได้ส่งมอบโปรเซสเซอร์ควอนตัมขนาด 17 คิวบิตให้ QuTech นำไปใช้ในงาน R&D ต่อมาในเดือนมกราคม พ.ศ. 2561 ก็ได้ส่งโปรเซสเซอร์ควอนตัมขนาด 49 คิวบิตไปให้อีก โดยตัวนี้ตั้งชื่อให้ว่า “Tangle Lake” ซึ่งใช้เทคโนโลยีคิวบิตเย็นยิ่งยวด (superconducting qubit)

แนวทางที่สองคือการทำ R&D ด้วยตัวเอง โดยใช้อีกเทคโนโลยีที่เรียกว่า “สปินคิวบิต (spin qubit)” ซึ่งสอดคล้องกับทักษะและประสบการณ์ที่สั่งสมมาอย่างยาวนานในการพัฒนาและผลิตซิลิกอนไมโครโปรเซสเซอร์ของบริษัท ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2561 Intel ประกาศว่าได้เริ่มทดสอบชิปขนาด 26 สปินคิวบิต เนื่องจากทำให้มีขนาดเล็กกว่าคิวบิตเย็นยิ่งยวดได้ สปินคิวบิตของ Intel จึงมีขนาดเพียง 50 นาโนเมตร (เส้นผมมนุษย์มีค่าเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยเท่ากับ 50,000 นาโนเมตร) ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าในอนาคต โปรเซสเซอร์ควอนตัมของ Intel จะประกอบด้วยสปินคิวบิตนับพันนับล้านตัว (ที่ต้องถูกทำให้เย็นยิ่งยวดเข้าใกล้ศูนย์องศาสัมบูรณ์ตลอดเวลาที่ใช้งาน) ทาง Intel คาดการณ์ว่าเทคโนโลยีนี้จะนำออกสู่ตลาดได้ในราวปีพ.ศ. 2568

รูปที่ 5 โปรเซสเซอร์ควอนตัม Tangle Lake ขนาด 49 คิวบิตของ Intel สิ่งที่เห็นเป็นเหมือนถ้วยจิ๋วสีทองคือ หัวเชื่อมต่อ (RF connector) จำนวน 108 อันที่ทำด้วยทองคำ (เป็นตัวนำที่ดีมากและทนทานการสึกกร่อน) สำหรับนำสัญญาณไมโครเวฟเข้าไปควบคุมการทำงานของคิวบิต ชื่อของโปรเซสเซอร์นี้ตั้งเลียนแบบชื่อของหมู่ทะเลสาบที่เชื่อมถึงกันด้วยลำธารเป็นแนวยาวรวมระยะทาง 26 กิโลเมตร อยู่ในมลรัฐอลาสกาอันหนาวเย็น (ที่มารูป:https://spectrum.ieee.org/tech-talk/computing/hardware/intels-49qubit-chip-aims-for-quantum-supremacy)

 

Microsoft: บริษัทแนวหน้าด้านการพัฒนาและผลิตซอฟท์แวร์เจ้านี้ก็กระโจนลงสู่สนามคอมพิวเตอร์ควอนตัมเช่นกัน บริษัทได้จัดตั้งห้องแลป “Station Q” ขึ้นในสถาบันวิจัยชั้นนำหลายแห่ง เช่นที่ UCSB, Purdue University, University of Maryland, University of Sydney, TU Delft, Niels Bohr Institute, ETH Zurich เป็นต้น แต่มีแนวทางต่างจากชาวบ้านค่อนข้างมาก คือสนใจในเทคโนโลยี topological qubit เพราะเชื่อว่าจะมี “ความคลาดเคลื่อน (error)” น้อยกว่าและง่ายกว่าที่จะขยายสู่ระดับการใช้งานเชิงพาณิชย์ จากบทความใน Computer Weekly ฉบับเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2561 รองประธานบริษัท Microsoft ที่รับผิดชอบด้านการคำนวณเชิงควอนตัมให้ความเห็นว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมของบริษัทจะให้บริการเชิงพาณิชย์ผ่านทาง Azure Cloud Platform ได้ในอีก 5 ปีข้างหน้า

ในด้านของซอฟท์แวร์ บริษัทได้เปิดให้ได้ชิมลาง quantum computing development kit เมื่อเดือนธันวาคม พ.ศ. 2560 ซึ่งสามารถดาวน์โหลดได้ฟรี

Honeywell: บริษัทข้ามชาติรายสำคัญของสหรัฐอเมริกาที่ผลิตตั้งแต่เทอร์โมสตัดใช้ตามบ้านจนถึงอุปกรณ์ไฮเทคใช้บนยานอวกาศ ซุ่มเงียบพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยใช้เทคโนโลยีไอออนที่ถูกกักขัง (trapped ion) อยู่เป็นสิบปีกระทั่งค้นพบเบรคทรู (breakthrough) จนกล้าประกาศเมื่อเดือนพฤษภาคมของปีนี้ว่าเทคโนโลยีของบริษัทถ้าไม่ดีกว่าก็ไม่ด้อยกว่าผู้ใด Darius Adamczyk ประธานและ CEO ของบริษัทคาดหวังว่าจะเกิดการสร้างรายได้ให้กับบริษัทได้ในปีหน้า (2563) ทางบริษัทประเมินว่าตลาดของเทคโนโลยีการคำนวณเชิงควอนตัมจะมีมูลค่าประมาณ 1.5 ล้านล้านบาท

Rigetti: เป็นบริษัท start-up ที่ก่อตั้งขึ้นเมื่อปีพ.ศ. 2556 โดยนักฟิสิกส์อเมริกันด้านการคำนวณเชิงควอนตัมชื่อ ดร. Chad Rigetti จากการระดมทุนกว่า 119 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 3.6 พันล้านบาท) สำนักงานใหญ่ตั้งอยู่ที่เมือง Berkeley ในมลรัฐแคลิฟอร์เนีย มีพนักงานจำนวน 120 คน ทำภารกิจประการเดียวคือพัฒนาสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัม มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 19 คิวบิต ให้ได้ทดลองใช้และพัฒนาควอนตัมอัลกอริทึมผ่านทางออนไลน์ Madhav Thattai หัวหน้าฝ่ายกลยุทธของบริษัททำนายว่าในอีก 10-15 ปี องค์กรขนาดใหญ่ทั้งหลายจะใช้เทคโนโลยีการคำนวณเชิงควอนตัมกันทั้งนั้น

IonQ: เป็นบริษัท start-up ด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมเช่นกัน ก่อตั้งเมื่อปีพ.ศ. 2558 โดย Christopher Monroe กับ Jungsang Kim ศาสตราจารย์นักฟิสิกส์ของ University of Maryland กับ Duke University ตามลำดับ และ นักลงทุนชื่อ Harry Weller มีสำนักงานใหญ่ตั้งอยู่ที่เมือง College Park มลรัฐแมรีแลนด์ คิวบิตของบริษัทนี้ใช้เทคโนโลยีไอออนที่ถูกกักขัง เมื่อเดือนพฤษภาคมที่เพิ่งผ่านมา บริษัทได้แต่งตั้งประธานและ CEO คนใหม่คือ Peter Chapman ซึ่งเคยดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการฝ่ายวิศวกรรมของบริษัท Amazon ส่วนศาสตราจารย์ Monroe เปลี่ยนไปรั้งตำแหน่ง Chief Scientist นับถึงปัจจุบันบริษัทระดมทุนได้แล้วประมาณ 2.3 พันล้านบาท

Quantum Circuits Inc.: QCI เป็นบริษัท start-up ที่ทำเรื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยเฉพาะอีกเช่นกัน ก่อตั้งเมื่อปลายปีพ.ศ. 2558 โดยศาสตราจารย์ Robert Schoelkopf ผู้มีชื่อเสียงด้านการคำนวณเชิงควอนตัม กับเพื่อนร่วมงานหลายคนที่ภาควิชาฟิสิกส์ประยุกต์ของ Yale University เมื่อวันที่ 24 มกราคมของปีนี้ได้เปิดตัวศูนย์วิจัยและทดสอบอย่างเป็นทางการที่เมือง New Haven ในมลรัฐ Connecticut ปัจจุบันสามารถระดมทุนจากนักลงทุนได้แล้วประมาณ 547 ล้านบาท

ส่วนบริษัทเอกชนที่อยู่นอกสหรัฐอเมริกาก็ได้แก่

D-Wave Systems Inc.: เป็นบริษัทสัญชาติแคเนเดียนที่ธุรกิจคือการผลิตคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นหลักและเป็นรายแรกของโลกเลยก็ว่าได้ ก่อตั้งเมื่อปีพ.ศ. 2542 มีสำนักงานใหญ่ตั้งอยู่ที่เมือง Burnaby ในรัฐ British Columbia ประเทศแคนาดา มีพนักงานกว่า 160 คน บริษัทนี้ใช้เทคโนโลยี quantum annealing วัสดุที่ใช้ทำคิวบิตคือโลหะไนโอเบียม (niobium) ซึ่งเมื่อถูกทำให้เย็นยิ่งยวดจะกลายเป็นตัวนำยิ่งยวด (superconductor) และแสดงพฤติกรรมควอนตัม ในปีพ.ศ. 2550 ได้สาธิตการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 16 คิวบิต ในปีพ.ศ. 2554 เป็นบริษัทแรกของโลกที่ขายเครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้ คือขายเครื่องรุ่น D-Wave One ขนาด 128 คิวบิต ให้กับบริษัท Lockheed Martin ด้วยสนนราคา 10 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 304 ล้านบาท) ในปีพ.ศ. 2556 ได้ขายเครื่องรุ่น D-Wave Two ให้กับองค์การ NASA และบริษัท Google ต่อมาในปีพ.ศ. 2558 ได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 1,000 คิวบิต ตั้งชื่อว่า D-Wave 2X เมื่อเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2559 มีการรายงานว่าในการทดลองกับอัลกอริทึม (algorithm) บางประเภท เครื่อง D-Wave 2X ทำงานได้เร็วกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์คลาสสิกแบบ core เดี่ยว ถึง 100 ล้านเท่า และในปีพ.ศ. 2560 ได้ขายเครื่องรุ่น D-Wave 2000Q (รูปที่ 6) ขนาด 2,000 คิวบิต ให้กับบริษัทรักษาความปลอดภัยด้านไซเบอร์ชื่อ Temporal Defense Systems

รูปที่ 6 เครื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมของบริษัท D-Wave Systems รุ่น D-Wave 2000Q ที่มีสนนราคา 456 ล้านบาท โปรเซสเซอร์ควอนตัมต้องถูกทำให้เย็นยิ่งยวดที่อุณหภูมิ –273.135 เซลเซียสตลอดเวลา นั่นคือเย็นกว่าอุณหภูมิของที่ว่างในอวกาศประมาณ 180 เท่า ระบบการทำความเย็นที่ใช้ (ไม่ปรากฏในรูป) เรียกว่า dilution refrigerator เป็นเทคโนโลยีที่ถูกพัฒนามาจนสมบูรณ์แบบแล้วในปัจจุบัน ซื้อหาได้จากหลายบริษัท ระบบการทำความเย็นนี้กินที่ส่วนใหญ่ในตัวเครื่อง (ดัดแปลงจาก: https://www.computerworld.com/article/3161219/d-wave-doubles-down-on-its-qubits.html และ https://www.wsj.com/articles/companies-look-to-make-a-quantum-leap-with-new-technology-1494068401)

 

Xanadu: เป็นบริษัท start-up สัญชาติแคเนเดียนอีกแห่งหนึ่ง เชี่ยวชาญเป็นพิเศษด้านการคำนวณเชิงควอนตัมและปัญญาประดิษฐ์ (AI) ระดับสูง มีเป้าหมายพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้เทคโนโลยี photon qubits ก่อตั้งเมื่อปีพ.ศ. 2559 โดยดร. Christian Weedbrook นักฟิสิกส์ผู้เชี่ยวชาญด้านการคำนวณและการเข้ารหัสลับเชิงควอนตัม ด้วยงบลงทุนประมาณ 1.25 พันล้านบาท มีสำนักงานใหญ่อยู่ที่เมืองโตรอนโต ประเทศแคนาดา

Alibaba: ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2558 Alibaba ได้จับมือกับ Chinese Academy of Sciences (CAS) เพื่อจัดตั้ง CAS-Alibaba Quantum Computing Laboratory ที่นครเซี่ยงไฮ้ เพื่อการค้นคว้าวิจัยด้านการคำนวณเชิงควอนตัม ผู้อำนวยการของศูนย์วิจัยนี้คือศาสตราจารย์ Jian-wei Pan ศาสตราจารย์นักฟิสิกส์ควอนตัมผู้มีชื่อเสียงจาก University of Science and Technology of China [4] งบประมาณสำหรับ 5 ปีแรกอยู่ที่ประมาณ 23.5 ล้านดอลลาร์สหรัฐ (ประมาณ 714 ล้านบาท) โดยตั้งเป้าว่าภายใน 10 ปีจะพัฒนาให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีสมรรถนะเทียบเท่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์เทียนเหอ-2  เมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ. 2561 บริษัทได้เปิดตัว superconducting quantum computing cloud  ซึ่งผู้ที่สนใจสามารถเข้าไปทดลองใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 11 คิวบิตได้

Fujitsu: บริษัทชั้นนำของญี่ปุ่นด้านเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร ที่เชี่ยวชาญในการสร้างซูปอร์คอมพิวเตอร์ด้วย ได้ประกาศเมื่อเดือนมกราคมของปีที่แล้วว่าจะทุ่มงบประมาณ 1.4 หมื่นล้านบาทสำหรับการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการคำนวณเชิงควอนตัมในช่วง 5 ปีข้างหน้า Fujitsu ได้ไปจับมือกับมหาวิทยาลัยโตรอนโตในประเทศแคนาดา เพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาด 1 ล้านคิวบิต โดยใช้เทคโนโลยีคล้ายกับของบริษัท D-Wave Systems Inc. และร่วมงานกับบริษัท 1QBit ในการพัฒนาซอฟต์แวร์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมชนิดนี้ อย่างไรก็ตามผู้เชี่ยวชาญมีความเห็นว่าโปรเซสเซอร์ quantum annealer (หรือที่ Fujitsu เรียกว่า digital annealer) จะมีขีดจำกัดในตัวเองที่ไม่สามารถพัฒนาต่อยอดให้ไปถึงขั้นของคอมพิวเตอร์ควอนตัมอเนกประสงค์ (universal quantum computer) ได้ quantum annealer จะเหมาะกับการใช้แก้ปัญหาบางประเภทโดยเฉพาะที่เกี่ยวกับการเลือกคำตอบที่ดีที่สุด (optimization) ของปัญหาขนาดใหญ่ที่มีความซับซ้อนสูง แต่ Andrew Fursman CEO ของบริษัท 1QBit ให้ความเห็นว่า quantum annealer มีความเหมาะสมแล้วกับยุคเริ่มต้นของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเช่นนี้

เมื่อเดือนตุลาคมที่ผ่านมามีการประกาศความร่วมมือกันระหว่างบริษัท Fujitsu กับ A*STAR ของสิงคโปร์ [5] ในโครงการ Digital Platform Experimentation Project เพื่ออาศัยความเชี่ยวชาญของ Fujitsu ช่วยสร้างและพัฒนาศักยภาพของสิงคโปร์ด้าน AI, การเรียนรู้เชิงลึก (deep learning) และ การคำนวณเชิงควอนตัม

3.คอมพิวเตอร์ควอนตัมสำคัญอย่างไร

ตารางที่ 1 เทียบเป็นตัวเลขให้เห็นว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมเหนือกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกมากมายเพียงใด ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงมีหลายด้าน โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ข้อมูลหรือตัวแปรจำนวนมหาศาล แนวโน้มของผลกระทบด้านบวกของการคำนวณเชิงควอนตัมต่อภาคธุรกิจและสังคมเท่าที่มองออกขณะนี้ก็ได้แก่ การจำลองและออกแบบโมเลกุลเพื่อพัฒนาตัวยารักษาโรคและวัสดุชนิดใหม่, การถอดรหัส DNA เพื่อการจ่ายยาแบบสั่งตัดเฉพาะตัวคนไข้, เครื่องมือถ่ายภาพทางการแพทย์เช่น MRI ควอนตัมที่มีสมรรถนะสูงมาก, อุตุนิยมวิทยาและการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ, การสำรวจอวกาศและเอกภพวิทยา, รูปแบบการกลายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต, การหาคำตอบที่ดีที่สุดสำหรับโลจิสติกส์ของการจัดส่งสินค้า, การจัดการและขนส่งผู้โดยสารทางอากาศ, การจราจรทางอากาศ และเครือข่ายโทรคมนาคม, จำลองการผลิตปุ๋ยที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดปัญหาการขาดแคลนอาหาร, การจำลองด้านเศรษฐศาสตร์ที่มีความซับซ้อนสูง, การยับยั้งป้องกันทุจริตในภาคบริการทางการเงิน, การเข้ารหัสลับ, การเรียนรู้ขั้นสูงของปัญญาประดิษฐ์ (AI), การสืบค้นข้อมูลใน Big data, การจดจำรูปแบบสำหรับยานยนต์ไร้คนขับ เป็นต้น เชื่อกันว่าประโยชน์ที่ไม่คาดฝันของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ระดับมไหศวรรย์ควอนตัมเต็มขั้นยังจะมีอีกมาก

ตารางที่ 1 เปรียบเทียบสมรรถนะในด้านความเร็วระหว่างคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับคอมพิวเตอร์คลาสสิก [6]

เปรียบเทียบระหว่าง	เวลาที่ใช้ในการแก้ปัญหา
ขั้นตอนวิธีแบบคลาสสิกที่เวลาใช้ไปในการปฏิบัติการเพิ่มขึ้นแบบเอกซ์โพเนนเชียล (exponential)	10 วินาที	2 นาที	330 ปี	3,300 ปี	อายุของเอกภพ (ประมาณ 1.4 หมื่นล้านปี)
ขั้นตอนวิธีแบบควอนตัมที่เวลาใช้ไปในการปฏิบัติการเพิ่มขึ้นแบบโพลีโนเมียล (polynomial)	1 นาที	2 นาที	10 นาที	11 นาที	ประมาณ 24 นาที

 

วิสาหกิจที่มองการณ์ไกล (forward-thinking enterprises) พยายามเรียนรู้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ในธุรกิจของตนก็มีอยู่ไม่น้อย ดังตัวอย่างต่อไปนี้

Daimler: ร่วมมือกับทั้ง IBM และ Google ศึกษาการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาช่วยหาเส้นทางที่ดีที่สุดในการส่งสินค้า หรือการนำส่งชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ไปตามจุดประกอบต่างๆในโรงงานผลิต รวมถึงการจำลองโครงสร้างและปฏิกิริยาเคมีในแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า

Volkswagen: ร่วมมือกับทั้ง Google และ D-Wave Systems Inc. ในการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมหาเส้นทางที่ดีที่สุดในการขนส่งมวลชนในเมืองใหญ่ๆทั่วโลก และใช้ในการปรับปรุงแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ไฟฟ้าเช่นการมีอายุการใช้งานที่นานขึ้น

JPMorgan Chase: ร่วมมือกับ IBM สำรวจการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาช่วยในเรื่องกลยุทธ์การเทรด, การวางแผนการลงทุน, อัตราผลตอบแทน และการวิเคราะห์ความเสี่ยง

Barclays: เข้าเป็นสมาชิกของ IBM Q Network ศึกษาการนำคอมพิวเตอร์ควอนตัมไปใช้ในเรื่องการทำธุรกรรมทางการเงิน

Airbus: สนใจใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเร่งกิจกรรมการวิจัยของบริษัท และยังได้ลงทุน (ร่วมกับ Citigroup และ Goldman Sachs) ในบริษัทพัฒนาซอฟท์แวร์ของการคำนวณเชิงควอนตัมชื่อ QC Ware (ตั้งอยู่ที่เมือง Palo Alto มลรัฐแคลิฟอร์เนีย)

Denso: บริษัทสัญชาติญี่ปุ่นที่เป็นผู้นำทางด้านเทคโนโลยียานยนต์ขั้นสูงและผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์รายสำคัญของโลก ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของหุ่นยนต์อัตโนมัติที่ใช้งานอยู่ในโรงงาน

Biogen, Accenture Labs และ 1QBit: สองบริษัทชั้นนำด้านเทคโนโลยีชีวภาพและด้านให้คำปรึกษาแก้ปัญหาธุรกิจด้วยเทคโนโลยีขั้นก้าวหน้า กำลังร่วมงานกับ 1QBit บริษัทที่เชี่ยวชาญด้านการพัฒนาซอฟท์แวร์ของการคำนวณเชิงควอนตัมในแคนาดา ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมของ IBM พัฒนาตัวยาใหม่ๆ

ธนาคารไทยพาณิชย์: ลงทุนในบริษัท 1QBit ผ่านบริษัทลูก Digital Ventures (DV) ที่ทำหน้าที่ลงทุนใน start-up ทั่วโลก ส่วนมูลค่าการลงทุนไม่ได้เปิดเผย [7] 1QBit ก่อตั้งขึ้นเมื่อปีพ.ศ. 2555 มีสำนักงานใหญ่อยู่ที่เมืองแวนคูเวอร์ นิตยสาร Forbes เคยเขียนถึงบริษัทนี้ว่า “เป็นธุรกิจการค้าแรกของโลกที่โฟกัสด้านการคำนวณเชิงควอนตัม” ในปีพ.ศ. 2560 1QBit ได้ร่วมมือกับบริษัท Dow Chemical ศึกษาการใช้การคำนวณเชิงควอนตัมเพื่อการพัฒนาด้านวัสดุศาสตร์ (Materials Science)

Dubai Electricity & Water Authority: ร่วมมือกับ Microsoft ในการหาคำตอบที่ดีที่สุดของการพัฒนาด้านพลังงาน

รายละเอียดนอกเหนือจากนี้ ดูได้ที่เอกสารอ้างอิงหมายเลข [8,9]

 

 4.บทส่งท้าย

ไม่ต้องย้อนไปไกลมาก แค่ 30 ปีที่แล้วเทียบกับปัจจุบัน สมรรถนะและประโยชน์ใช้สอยของเครื่องคอมพิวเตอร์คลาสสิกก็ต่างกันลิบลับ (รูปที่ 7) เส้นทางพัฒนาการของคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็จะเป็นไปในทำนองเดียวกัน เพียงแต่อาจมีช่วงเวลาของการพัฒนานานกว่าเพราะเป็นสาขาวิชาที่ยาก และต้องใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อนละเอียดอ่อน ในวันนี้จึงยังเป็นช่วงรุ่งอรุณของคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่มีความหวังว่าก่อนปีพ.ศ. 2572 คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะก้าวหน้าขึ้นถึงขั้นมไหศวรรย์ควอนตัม (อย่างน้อยก็ในบางประเด็นปัญหา) และมีให้บริการผ่านทางระบบคลาวด์

ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นมาก คอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงมีศักยภาพสูงที่จะเปลี่ยนแปลงห่วงโซ่แห่งคุณค่า (value chain) ภาคธุรกิจอุตสาหกรรมจึงจำเป็นต้องพัฒนาตัวเองให้มีความรู้ในเรื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัม

หากต้องการนำหน้าคู่แข่ง / ไม่ถูกทิ้งไว้ข้างหลัง โดยเริ่มเร็วได้เท่าใดยิ่งดี

สำหรับประเทศไทยที่ความรู้และบุคลากรด้านนี้ยังมีน้อยมาก และธุรกิจเอกชนไทยที่ไม่ชอบอยู่ใน comfort zone มียิ่งกว่าน้อย โดยเฉพาะในด้านการลงทุนเทคโนโลยีระดับก้าวหน้า จึงเป็นหน้าที่ของรัฐบาลที่จะต้องเป็นผู้นำในการสร้างพื้นฐานองค์ความรู้, เทคโนโลยี และกำลังคนรุ่นใหม่ในด้านการคำนวณเชิงควอนตัม เพราะนอกจากจะเป็นการวางรากฐานสร้างงานที่มีคุณค่าให้คนรุ่นหลังและสร้างความสามารถในการแข่งขันของประเทศในเวทีใหม่ที่โอกาสยังเปิดอยู่แล้ว ยังมีข้อเท็จจริงว่ากลศาสตร์ควอนตัมเป็นวิชาที่ยาก พูดถึงสิ่งที่อยู่นอกเหนือประสบการณ์ในชีวิตประจำวันของคนทั่วไป (เช่น superposition, entanglement, spin, coherence ฯลฯ) จึงใช้คณิตศาสตร์เป็นสื่ออย่างเข้มข้น การจะเกิดบุคลากรไทยที่มีความรู้อย่างลึกซึ้งในเรื่องเหล่านี้จนคิดสร้างสรรค์ได้เอง จำเป็นต้องใช้เวลาบ่มเพาะเป็นปีๆ ซึ่งไม่ใช่จริตของนักธุรกิจไทย ดูประเทศสิงคโปร์เป็นตัวอย่าง รัฐบาลคือผู้ที่ลงมือสร้างพื้นฐานองค์ความรู้และบุคลากรรุ่นใหม่ด้านการคำนวณเชิงควอนตัมและเทคโนโลยีควอนตัมของประเทศตั้งแต่เมื่อ 12 ปีที่แล้ว [10]   อย่างไรก็ตามการเริ่มตอนนี้ยังไม่ถือว่าสาย เพราะวงการนี้ยังมีพัฒนาการอยู่ในระดับที่ 1 เท่านั้น ยังห่างไกลจากระดับสมบูรณ์แบบอีกไม่ต่ำกว่า 10 – 20 ปี จึงยังคงมีช่องว่างให้สอดแทรกอีกไม่น้อย ไม่ว่าจะเป็นด้านฮาร์ดแวร์ หรือ ซอฟต์แวร์ เพราะคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่จะมีโอกาสทางธุรกิจได้ (เช่นสามารถช่วยให้เกิดการค้นพบยาตัวใหม่ หรือวัสดุชนิดใหม่ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้จริง) จำนวนคิวบิตในโปรเซสเซอร์ควอนตัมจะต้องมีไม่ต่ำกว่า 1 ล้านคิวบิต โดยมีเสถียรภาพของคิวบิตสูง มี coherence length ยาว แก้ปัญหาเรื่องความคลาดเคลื่อน (error correction) ได้ และยังต้องมีอัลกอริทึมเชิงควอนตัมมากว่านี้ เป็นต้น

เคยมีคนกล่าวไว้ที่เข้ากับเรื่องคอมพิวเตอร์ควอนตัมในเวลานี้มากดังนี้ “ดาวเทียมดวงแรกของโลกที่ชื่อสปุตนิก 1 ที่สหภาพโซเวียตส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อปีพ.ศ. 2500 ทำอะไรได้บ้าง สิ่งที่มันทำได้ก็มีเพียงวิ่งวนรอบโลก แล้วก็ส่งสัญญาณเป็นห้วงๆ มันทำได้แค่นี้เท่านั้น แต่มันคือจุดเริ่มต้นของยุคอวกาศ ที่ปัจจุบัน ว่ากันเฉพาะดาวเทียม ก็มีอยู่ข้างบนนั้นกว่าสี่พันดวง ซึ่งได้ก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมากต่อมนุษยชาติในหลากหลายด้าน”

รูปที่ 5 (ซ้าย) เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแบบตั้งโต๊ะของบริษัท Commodore International ที่หน่วยงานของผู้เขียนเคยมีใช้ ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นแบบ MOS 6502 ผลิตโดยบริษัท Synertek ภายในมีทรานซิสเตอร์จำนวน 3,510 ตัว จอชนิด CRT มีสีเดียว ใช้งานได้แทบจะอย่างเดียวคือการคำนวณ สมชื่อว่าเป็น computer แต่ต้องเขียนโปรแกรมเอง สมัยนั้นหน่วยงานใดมีใช้หน่วยงานอื่นต้องอิจฉา แล้วดูสิว่าภายในเวลาเพียง 30 ปี คอมพิวเตอร์และโลกได้พัฒนามาไกลเพียงใด ปัจจุบันคอมพิวเตอร์แล็ปท้อปแบบรูปขวามือหาไว้ใช้ส่วนตัวได้ไม่ยากเลย ภายในเครื่องนี้ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ Intel core i5 (8^th Gen) ที่มีทรานซิสเตอร์อยู่ข้างในถึงประมาณ 2 พันล้านตัว จอภาพ LED ให้สีสารพัดสวยงาม มีระบบสนับสนุนที่เพียบพร้อม ช่วยให้ใช้งานได้หลากหลายและสะดวกมาก เช่นระบบปฏิบัติการอย่าง Microsoft Window, search engine อย่าง Google, มีโปรแกรมสำเร็จรูปให้เลือกใช้มากมาย และมีระบบ internet ติดต่อข้ามโลกได้ในพริบตา ที่ได้ส่งผลให้เกิดการ disruption ในหลายกิจกรรมของสังคมและเศรษฐกิจ (ที่มารูป: https://www.pinterest.com/pin/94646029649133835/ และ https://store.hp.com/us/en/vwa/laptops)

 

ภาคผนวก:

ผ1) ทำไมคอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงเร็วกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกอย่างเหลือคณานับ

          การจะตอบคำถามนี้จำเป็นต้องท้าวความว่าคอมพิวเตอร์ทั้ง 2 ชนิดมีหลักการทำงานต่างกันอย่างไร

• คอมพิวเตอร์คลาสสิก

คอมพิวเตอร์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้ ซึ่งในบทความนี้เจาะจงเรียกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิก (เพื่อล้อกับคำว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัม) มีการเรียกในชื่ออื่นด้วย เช่น digital computer หรือเรียกว่า binary computer ก็มี  ทั้งนี้มีที่มาดังต่อไปนี้

สิ่งที่เราป้อนให้กับคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นตัวอักษร, ตัวเลข, เสียง หรือ สี ฯลฯ ซึ่งเรียกรวมๆว่าเป็นข้อมูล (information) นั้น จะถูกเข้ารหัส (โดย ASCII หรือ ADC เป็นต้น) ให้เป็นชุดของตัวเลข 1 กับ 0 คละกัน คืออยู่ในรูปของเลขฐานสอง (binary digit) เลข 1 หรือ 0 จึงมีชื่อเรียกสั้นๆว่า บิต (bit) ดังนั้นพูดได้อีกอย่างว่าหน่วยย่อยที่สุดของข้อมูลก็คือบิต เพื่อความชัดเจนขอยกตัวอย่างกรณีที่ข้อมูลคือตัวเลขฐานสิบ (decimal digit) ที่เราใช้กันอยู่ในชีวิตประจำวัน ดังปรากฏในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 เปรียบเทียบเลขฐานสิบกับเลขฐานสองที่สมมูลย์กัน (equivalent)

ระบบ เลข ฐานสิบ	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	50	100
ระบบ เลข ฐานสอง	0	1	10	11	100	101	110	111	1000	1001	110010	1100100

 

จะเห็นได้ว่ายิ่งข้อมูลมีขนาดใหญ่มากขึ้นก็จำเป็นต้องใช้จำนวนบิตมากขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงได้ตกลงกันว่าจะแทนสัญลักษณ์และอักขระต่างๆบนแป้นพิมพ์ (keyboard) ด้วยชุดเลขฐานสองจำนวน 8 ตัวหรือ 8 บิต เช่น รหัส ASCII ของเลข 2 คือ 00000010, ของตัวอักษร G คือ 01000111, ของตัวอักษร ฌ คือ 10101100 หรือของเครื่องหมายปรัศนี (?) คือ 00111111 เป็นต้น โดยแต่ละชุดเลขฐานสองเหล่านี้มีชื่อเรียกว่า ไบต์ (byte มีที่มาจากคำว่า bite แต่ด้วยเกรงว่าจะใกล้เคียงกับคำว่า bit จนเกินไป จึงได้เปลี่ยนอักษร i เป็น y) ดังนั้นจึงอาจพูดได้อีกอย่างว่าตัวอักษรแต่ละตัวมีขนาด 8 บิต หรือ 1 ไบต์

บิตจึงเป็นพื้นฐานของการทำงานของคอมพิวเตอร์คลาสสิก ยกตัวอย่างเช่นการคูณเลข 2 กับ 3 ซึ่งเราคูณในใจก็รู้ว่าผลลัพธ์คือ 6 แต่คอมพิวเตอร์จะทำอีกแบบดังนี้

โดยคอมพิวเตอร์จะดำเนินการผ่านวงจรลอจิกเกทแบบบูลีน (Boolean logic gates) ดังแสดงในรูปที่ 8 ซึ่งจะเห็นได้ว่าก็เหมือนกับขั้นตอนการคำนวณด้วยมือนั่นเอง (จะเห็นชัดสำหรับการคูณกันของตัวเลขฐานสิบตั้งแต่สองหลักขึ้นไป) คือทำไปตามลำดับ ทีละขั้นทีละตอน เริ่มด้วยขั้นตอนการคูณ แล้วตามด้วยขั้นตอนการบวก

รูปที่ 8 แสดงโปรเซสเซอร์ (processor) สำหรับการคูณเลขฐานสอง (binary multiplication) 10 (= 2) กับ 11 (= 3) ที่ประกอบด้วยลอจิกเกทชนิด AND (AND gate) 6 ตัว (สีเหลือง) และ ชนิด Exclusive OR (XOR gate) 2 ตัว (สีเขียว) ในที่สุดได้ผลลัพธ์เป็นชุดเลขฐานสอง 0110 ซึ่งก็คือเลข 6 ตามตารางที่ 2 ซึ่งไม่ว่าจะทำการคำนวณกี่ครั้งก็จะได้คำตอบเช่นนี้เสมอ ทุกครั้งไป นั่นคือคอมพิวเตอร์คลาสสิกให้ผลลัพธ์ที่ตายตัว (deterministic)  โดยที่แต่ละบิตเป็นอิสระต่อกัน

 

ลอจิกเกทที่รับผิดชอบหน้าที่ต่างๆกันคือหัวใจสำคัญของไมโครโปรเซสเซอร์ โดยลอจิกเกทแต่ละชนิดก็คือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ย่อยๆที่ประกอบด้วยซิลิกอนทรานซิสเตอร์ ตั้งแต่ 2 ตัวถึงหลายตัว แล้วแต่ภาระกิจ การที่คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันถูกออกแบบมาในลักษณะนี้ก็เพราะในทางเทคโนโลยีนั้น เราสามารถออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ให้ทำงานแทนสถานะ 1 กับ 0 ได้สะดวกและเสถียรที่สุด เช่นในทางปฏิบัติแทนสถานะ 1/0 ด้วยสถานะ “ให้กระแสไหลผ่าน / ไม่ให้กระแสไหลผ่าน” หรือสถานะ “ศักย์ไฟฟ้าสูงกว่า / ศักย์ไฟฟ้าต่ำกว่า” เป็นต้น ซึ่งออกแบบให้ทรานซิสเตอร์ (เช่นชนิด field effect transistor หรือ FET) ทำหน้าที่นี้ได้ ที่สำคัญมากก็คือเทคโนโลยีปัจจุบันสามารถทำให้ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวมีขนาดเล็กมากระดับ 5 x 10^-9 เมตร หรือ 5 นาโนเมตรเท่านั้นได้ ดังนั้นในไมโครโปรเซสเซอร์ตัวหนึ่งๆของคอมพิวเตอร์คลาสสิกยุคปัจจุบัน (รูปที่ 9) จึงมีทรานซิสเตอร์บรรจุอยู่ข้างในนับหลายพันล้านตัว แต่ที่ชัดเจนก็คือ ณ ขณะเวลาหนึ่งๆทรานซิสเตอร์มีสถานะไม่เป็น 0 ก็ 1 เป็นได้เพียงอย่างใดอย่างหนึ่ง เป็นทั้ง 2 สถานะในเวลาเดียวกันไม่ได้

รูปที่ 9  (ซ้าย) แสดงด้านหน้าและด้านหลังของไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นล่าสุดของ Intel ที่บริษัทอ้างว่ามีประสิทธิภาพการทำงานสูงที่สุดเท่าที่เคยพัฒนามา  โดยในขนาดภายนอกเพียง 37.5×37.5×4.4 มิลลิเมตร มีทรานซิสเตอร์อยู่ข้างในประมาณ 7 พันล้านตัว ซึ่งแบ่งกันทำหน้าที่ต่างๆ เช่นเป็นหน่วยความจำ cache หรือ เป็นลอจิกเกท 7 ชนิดสำหรับการประมวลผลต่างๆ ฯลฯ (ขวา) ไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นแรกที่ Intel ผลิตออกสู่ตลาดเมื่อปีพ.ศ. 2514 คือ Intel 4004 มีทรานซิสเตอร์อยู่ข้างในเพียง 2,250 ตัวเท่านั้น ลูกค้ารายสำคัญของผลิตภัณฑ์นี้ก็คือบริษัทผลิตเครื่องคิดเลข (calculator) ในประเทศญี่ปุ่น

 (ที่มารูป: https://skinflint.co.uk/intel-core-i9-9900k-bx80684i99900k-a1870092.html และ https://hackaday.com/2018/01/29/inventing-the-microprocessor-the-intel-4004/)

 

    ข)คอมพิวเตอร์ควอนตัม

การพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นแบ่งออกได้เป็น 3 ระดับ เรียงจากระดับต่ำสุดถึงระดับสูงสุด คือ Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), Broad Quantum Advantage และ Full-scale Fault Tolerance [11]  โดยระดับหลังสุดนั้นถึงขั้นที่มีผลกระทบกับอุตสาหกรรมต่างๆในวงกว้าง หลายฝ่ายมีความเห็นตรงกันว่าถึงแม้คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะเจริญวัยเต็มที่ถึงระดับที่ 3 การใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็จะไม่ใช่ในแบบที่เรากำลังใช้คอมพิวเตอร์คลาสสิกอย่างในปัจจุบัน คอมพิวเตอร์คลาสสิกก็ยังคงมีบทบาทในชีวิตประจำวันของเรา เป็นการใช้งานแบบอเนกประสงค์ ส่วนคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นจะตั้งอยู่ที่ศูนย์กลาง ใช้ในงานเฉพาะกิจ แก้ปัญหาจำพวกที่มีระดับความซับซ้อนสูงมากๆ และด้านสารสนเทศศาสตร์ (information science) โฉมใหม่ที่เกินความสามารถของคอมพิวเตอร์คลาสสิก การติดต่อกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะใช้คอมพิวเตอร์คลาสสิกผ่านทางระบบ cloud computing นั่นคือคอมพิวเตอร์ทั้งสองชนิดจะทำงานเสริมกัน ไม่ใช่แข่งกัน

ดังนั้นย่อมต้องมีหลักการพื้นฐานบางอย่างร่วมกัน เช่นหน่วยย่อยที่สุดของข้อมูลสำหรับคอมพิวเตอร์ ควอนตัม ซึ่งเรียกว่าคิวบิต (qubit ย่อมาจากคำว่า quantum bit) มีค่าสุดท้ายเทียบเท่ากับ 0 หรือ 1 เช่นกัน แต่จะแตกต่างจากบิตของคอมพิวเตอร์คลาสสิกตรงที่

• ตัวแทนของบิตในทางกายภาพคือซิลิกอนทรานซิสเตอร์ดังกล่าวแล้วข้างต้น แต่ตัวแทนในทางกายภาพของคิวบิตมีได้หลายอย่างเช่นเป็น ไอออนที่ถูกกักขัง (trapped ion qubit), อะตอมที่ถูกกักขัง (trapped neutral atom qubit), วัสดุที่เย็นยิ่งยวด (superconducting qubit), อนุภาคโฟตอน (photon qubit) หรือ แอนนีออน (anyons หรือ topological qubit) ฯลฯ (ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ตารางที่ ผ2) ปัจจุบันยังไม่มีข้อยุติว่าเทคโนโลยีใดดีที่สุดที่จะใช้ทำคิวบิต เพราะต่างก็อ้างถึงจุดเด่นของตัวและจุดด้อยของคนอื่น แต่กลุ่มคิวบิตเย็นยิ่งยวด (superconducting qubit) มีการนำมาใช้มากที่สุดในขณะนี้ สรุปว่าในทางปฏิบัตินั้นคิวบิตเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของสิ่งที่มีขนาดเล็กมากๆ ระดับอะตอมหรือเล็กกว่า ซึ่งมีพฤติกรรมตามแบบฟิสิกส์ควอนตัม ไม่ใช่ตามแบบของโลกที่เราๆคุ้นเคย
• บิตมีค่า 0 หรือ 1 ได้ทีละครั้ง ณ ขณะเวลาหนึ่งๆ แต่คิวบิตมีค่า 0 และ 1 ได้พร้อมกัน เนื่องจากในโลกควอนตัมมีปรากฏการณ์ “การซ้อนทับเชิงควอนตัม (quantum superposition)” อยู่เป็นปกติ
• แต่ละบิตจะเป็นอิสระจากกันและกัน แต่คิวบิตจะเชื่อมโยงกัน การรบกวนสถานะของคิวบิตหนึ่ง จะกระทบถึงคิวบิตตัวอื่นๆได้ เนื่องจากในโลกควอนตัมมีปรากฏการณ์ “การพัวพันเชิงควอนตัม (quantum entanglement)” อยู่เป็นปกติ อาจเทียบเคียงได้กับเรื่องของฝาแฝดเหมือน ที่กล่าวกันว่าถึงแม้จะอยู่ห่างกัน ถ้าคนหนึ่งมีความสุขหรือทุกข์ คู่แฝดอีกคนก็จะมีความรู้สึกเช่นนั้นด้วย

 

ปรากฏการณ์ “การซ้อนทับเชิงควอนตัม” กับ “การพัวพันเชิงควอนตัม” คือหัวใจของการที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมทำงานได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกอย่างมาก อธิบายให้เห็นภาพได้จากตัวอย่างเชิงอุปมาดังต่อไปนี้ [12]

สมมุติว่าเราเป็นหัวหน้าทัวร์ จัดทริปไปเที่ยวต่างประเทศ เรากำลังต้องวางแผนขนย้ายลูกทัวร์จากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง เพื่อความง่ายสมมุติเป็นกลุ่มลูกทัวร์จำนวน 3 คน มีชื่อว่า แก้ว, ขวัญ และ เคน สมมุติต่อว่าเราจองรถแท็กซี่ไว้ 2 คันสำหรับการนี้ แต่เราก็เกิดไปรู้เรื่องลึกๆของ 3 คนนี้มาว่า

-แก้วกับขวัญเป็นเพื่อนกัน

-แก้วกับเคนเป็นอริกัน

-ขวัญกับเคนก็เป็นอริกัน

เราจึงมีแผนในการขนย้ายทั้ง 3 คนด้วยรถแท็กซี่ 2 คัน ดังต่อไปนี้

(ก) ให้มีจำนวนคู่ที่เป็นเพื่อนกันมากที่สุดที่ใช้รถแท็กซี่ร่วมกัน

(ข) ให้มีจำนวนคู่ที่เป็นอริกันน้อยที่สุดที่ใช้รถแท็กซี่ร่วมกัน

วิถีทางแก้ปัญหาของคอมพิวเตอร์คลาสสิกมีขั้นตอนดังต่อไปนี้

เริ่มแรกกำหนดให้รถแท็กซี่ทั้ง 2 คันแทนด้วยชื่อ 0 กับ 1 ดังนั้นสถานะของทั้ง 3 คนมีได้ทั้งสิ้น 8 รูปแบบ (= 2³ เมื่อเลข 2 หมายถึงเลขฐานสองและเลขชี้กำลัง 3 คือจำนวนของบิต) ดังต่อไปนี้

แก้ว  I ขวัญ I  เคน

0   I    0   I   0      (หมายถึงทั้ง 3 คนขึ้นรถคันเดียวกันที่ชื่อ 0)

                               0   I    0   I   1      (แก้วกับขวัญขึ้นรถคันที่ชื่อ 0 ส่วนเคนขึ้นคันที่ชื่อ 1)

                               0   I    1   I   0      (แก้วกับเคนขึ้นรถคันที่ชื่อ 0 ส่วนขวัญขึ้นคันที่ชื่อ 1)

                               0   I    1   I   1

                               1   I    0   I   0

                               1   I    0   I   1

                               1   I    1   I   0

                               1   I    1   I   1      (หมายถึงทั้ง 3 คนขึ้นรถคันเดียวกันที่ชื่อ 1)

ต่อไปเป็นขั้นตอนการประมวลผล เพื่อหาว่า 8 รูปแบบใดข้างต้นที่สอดคล้องกับเงื่อนไข (ก) และ (ข) มากที่สุด นั่นคือจะต้องมีการให้คะแนนในแต่ละรูปแบบ ตามสมการต่อไปนี้

คะแนนของแต่ละรูปแบบ = จำนวนคู่เพื่อนที่ใช้รถคันเดียวกัน – จำนวนคู่อริที่ใช้รถคันเดียวกัน …. (1)

ยกตัวอย่างเช่นถ้าเป็นกรณีที่ทั้ง 3 คนขึ้นรถแท็กซี่คันที่ชื่อ 1 ก็จะตรงกับรูปแบบ 111 ซึ่งจะมีคะแนนตามสมการที่ (1) เท่ากับ 1 – 2 = -1 เป็นต้น

ถ้าเป็นกรณีคอมพิวเตอร์คลาสสิกก็จะต้องนำแต่ละรูปแบบมาไล่คิดคะแนนให้ ทีละรูปแบบ

แก้ว I  ขวัญ  I  เคน  I   คะแนน

0   I     0    I   0    I     -1

                               0   I     0    I   1    I      1

                               0   I     1    I   0    I     -1

                               0   I     1    I   1     I    -1

                               1   I     0    I   0     I    -1

                               1   I     0    I   1     I    -1

                               1   I     1    I   0     I     1

                               1   I     1    I   1     I    -1

ซึ่งจะเห็นได้ว่ามี 2 รูปแบบที่มีคะแนนสูงสุด คือแบบ 001 (แก้วกับขวัญขึ้นรถแท็กซี่ชื่อ 0 คันเดียวกัน ส่วนเคนแยกไปใช้รถชื่อ 1) กับแบบ 110 (แก้วกับขวัญขึ้นรถแท็กซี่ชื่อ 1 คันเดียวกัน ส่วนเคนแยกไปใช้รถชื่อ 0)

สำหรับปัญหาทำนองนี้ การเพิ่มจำนวนนักท่องเที่ยวจะเพิ่มจำนวนรูปแบบขึ้นอย่างรวดเร็วมาก เช่นเพิ่มอีกเพียงคนเดียว คือเพิ่มจาก 3 คน เป็น 4 คน จำนวนรูปแบบจะเพิ่มจาก 8 เป็น 2⁴ = 16 นั่นคือตรงกับที่กล่าวว่าจำนวนเพิ่มขึ้นแบบเอกซ์โพเนนเชียล (exponential) ดังนั้นถ้าจำนวนนักท่องเที่ยวเพิ่มขึ้นเป็น 100 คน จะมีจำนวนรูปแบบถึง 2¹⁰⁰ ≈ หนึ่งล้านล้านล้านล้านล้านรูปแบบ ซึ่งเกินความสามารถของคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่จะทำไหว

แต่การประเมินผลของคอมพิวเตอร์ควอนตัมคล้ายมีการสร้างโลกคู่ขนานขึ้น 8 โลกสำหรับแต่ละรูปแบบดังตัวอย่างข้างต้น เมื่อถึงตอนประเมินคะแนนของแต่ละรูปแบบตามสมการที่ (1) การคำนวณเกิดขึ้นพร้อมกันในทั้ง 8 โลกคู่ขนาน สำหรับจำนวนรูปแบบน้อยๆอาจไม่เห็นความแตกต่างที่ชัดเจนมากนักเมื่อเทียบกับการประมวลผลของคอมพิวเตอร์คลาสสิก แต่จะเห็นได้ชัดมากเมื่อจำนวนรูปแบบมีเป็นจำนวนมาก เช่นเป็น 2¹⁰⁰ รูปแบบเป็นต้น เพราะคอมพิวเตอร์คลาสสิกต้องทำการคำนวณ “หนึ่งล้านล้านล้านล้านล้าน” ครั้ง แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะทำการคำนวณเพียงครั้งเดียวเท่านั้น

ความแตกต่างระหว่างคอมพิวเตอร์ทั้ง 2 ชนิดที่โดดเด่นมากอีกอย่างก็คือ ตามที่กล่าวไว้แล้วก่อนหน้านี้ว่าผลลัพธ์สุดท้ายจากคอมพิวเตอร์คลาสสิกจะเป็นแบบตายตัว ทำกี่ครั้งก็จะได้คำตอบเดิม เพราะทุกขั้นตอนของคอมพิวเตอร์คลาสสิกมีลักษณะ deterministic ดังนั้นโดยปกติถ้าโปรแกรมคอมพิวเตอร์สมบูรณ์แล้ว เราก็จะรัน (run) โปรแกรมเพียงครั้งเดียว แต่โลกควอนตัมกลับเป็นตรงกันข้าม มีลักษณะ indeterministic หรือ probabilistic เช่นเราไม่สามารถระบุถึงตำแหน่งที่แน่นอนของอนุภาคอิเล็กตรอนได้ อย่างกับที่สามารถระบุตำแหน่งของรถยนต์ให้แม่นยำแน่นอนอย่างไรก็ได้ แต่ในโลกควอนตัมมีธรรมชาติของความเป็นไปตามหลักความไม่แน่นอน (The Uncertainty Principle) ที่ค้นพบโดย แวร์เนอร์ ไฮเซนแบร์ก นักฟิสิกส์ทฤษฎีชาวเยอรมัน เมื่อปีพ.ศ. 2470  เราจึงบอกได้แต่เพียงว่าอิเล็กตรอนมีโอกาส (probability) ที่จะอยู่แถวๆนี้มากน้อยเท่าใดเท่านั้น ในการบ่งบอกตำแหน่งของอนุภาคอิเล็กตรอนจึงต้องยอมรับค่าความคลาดเคลื่อน (error) ระดับหนึ่งเสมอ  เช่นเดียวกับผลลัพธ์สุดท้ายที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมให้ออกมา อาจเป็นผลลัพธ์ที่ดีอันดับสอง หรืออันดับสาม ไม่ใช่ผลลัพธ์ที่ดีอันดับหนึ่งอย่างที่ต้องการ ยิ่งปัญหามีความซับซ้อนสูงเท่าใด ความคลาดเคลื่อนก็ยิ่งสูงเท่านั้น การใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงต้องให้ทำการคำนวณซ้ำหลายๆครั้ง นับสิบนับร้อยครั้ง แล้วเลือกเอาผลลัพธ์ที่มีความถี่มากที่สุด  อย่างไรก็ตามถึงจะมีประเด็นในเรื่องของความคลาดเคลื่อน แต่สำหรับปัญหาที่มีความซับซ้อนสูง คอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ยังคงมีอำนาจในการจัดการเหนือกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกอยู่อักโข

 

ผ2)เทคโนโลยีคิวบิตแบบต่างๆ

ตารางที่ 3 เทคโนโลยีคิวบิต (qubit technology) แบบต่างๆที่ 73 องค์กร R&D ด้านการคำนวณเชิงควอนตัมเลือกใช้ (ปรับปรุงข้อมูลเมื่อวันที่ 6 กันยายน พ.ศ. 2562) (ที่มาตาราง: : https://quantumcomputingreport.com/scorecards/qubit-technology/)

 

เอกสารอ้างอิง

1. Aiden Burgess and Tim Brown, “By 2040 there may not be enough power for all our computers”, The Manufacturer, 17 August 2016, ที่เว็บไซต์: https://www.themanufacturer.com/articles/by-2040-there-may-not-be-enough-power-for-all-our-computers/
2. Christopher Barnatt, “Quantum computing”, ที่เว็บไซต์: http://www.explainingcomputers.com/quantum.html
3. Frank Arute et al., “Quantum supremacy using a programmable superconducting processor”, Nature 574, 505-510 (23 October 2019), ที่เว็บไซต์:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5

4. “Micius Quantum Prize”, 3 กันยายน 2562, คอลัมน์ข่าวพิเศษ ในเว็บไซต์นี้
5. “การใช้ S&T พัฒนาเศรษฐกิจของชาติ: ตัวอย่างจากสิงคโปร์”, 9 พฤศจิกายน 2561, คอลัมน์ “ฟิสิกส์อุตสาหกรรม/นวัตกรรมฐานฟิสิกส์” ในเว็บไซต์นี้
6. “Coming soon to your business-Quantum computing”, IBM Institute for Business Value, ที่เว็บไซต์: https://www.ibm.com/downloads/cas/OV1V0NLX
7. “SCB ลงทุนใน 1QBit บริษัทซอฟต์แวร์สำหรับควอนตัมคอมพิวเตอร์จากแคนาดา”, ที่เว็บไซต์: https://www.blognone.com/node/101412
8. “List of companies involved in quantum computing or communication”, Wikipedia, ที่เว็บไซต์: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_companies_involved_in_quantum_computing_or_communication
9. Stephen Gossett, “20 quantum computing companies making mind-blowing breakthroughs”, 7 October 2019, ที่เว็บไซต์:

https://builtin.com/hardware/quantum-computing-companies

10. Annual Report 2018, Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore, ที่เว็บไซต์: https://quantumlah.org/media/presentation/annualreport2018.pdf
11. Matt Langione, Corban Tillemann-Dick, Amit Kumar and Vikas Taneja, “Where will quantum computers create value – and when?”, 13 May 2019, ที่เว็บไซต์: https://www.bcg.com/publications/2019/quantum-computers-create-value-when.aspx
12. k. Sugi, “What is a quantum computer? Explained with a simple example”, 22 October 2018, ที่เว็บไซต์: https://www.freecodecamp.org/news/what-is-a-quantum-computer-explained-with-a-simple-example-b8f602035365/