คอมพิวเตอร์ควอนตัม

ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ความหลากหลายของชิปประมวลผลในตลาดช่วยให้สามารถแน่ใจได้ว่าจะสามารถนำมาประยุกติ์ใช้งานต่างๆที่ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในทำนองเดียวกันเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้จ่ายสำหรับการพัฒนาเพิ่มศักยภาพในการคำนวณที่มากเกินไป ควอนตัมคอมพิวเตอร์ (quantum computers) ในปัจจุบันได้ถูกออกแบบและสร้างขึ้นทั่วโลก โดยอาศัยสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ชนิดต่างๆ เพื่อนำไปสู่การใช้งานในธุรกิจที่แตกต่างกัน หากปราศจากการจัดการที่เรียกว่า ควอนตัมคอมพิวเตอร์ ปัญหาต่างๆที่ยากต่อการแก้ไขที่พบใด้ในชีวิตจริงโดยส่วนใหญ่จะยังคงไม่สามารถหาคำตอบได้ และธุรกิจไม่จำเป็นต้องลงทุนในความปลอดภัยทางไซเบอร์เชิงควอนตัม (quantum cybersecurity)

ประชาคมเครือข่ายวิจัยทั่วโลกได้คาดการณ์ภาพไว้ว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า การคำนวณควอนตัมและปัญญาประดิษฐ์ (AI) จะถูกรวมเข้าด้วยกัน และส่วนประกอบหลักที่สำคัญต่อผลิตผลทางอุตสาหกรรมและความสามารถในการแข่งขัน หากเปรียบประเทศไทยเป็นองค์กรบริษัท สิ่งที่ประเทศไทยควรเตรียมพร้อม ในช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการเกิดขึ้นของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์คือ

1. ศึกษาคลื่นอุตสาหกรรมลูกที่หนึ่ง ได้แก่ เคมีภัณฑ์และเวชภัณฑ์ พลังงานทั่วโลกและวัสดุ เครือข่ายการขนส่ง ยานยนต์อัตโนมัติ และความปลอดภัยทางไซเบอร์ เพื่อให้เห็นถึงคุณค่าของอุตสาหกรรมขั้นสูงประเทอื่นที่จะเกิดขี้นในอนาคต
2. พัฒนาบุคคลกรและสร้างทีมงาน ด้านควอนตัมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ภายในประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของปัญหาที่แก้ยากในระบบดั่งเดิม ในช่วงเริ่มต้นนั้นสิ่งที่ประเทศไทยควรทำเป็นอันดับแรกคือต้องทำการคัดเลือกบุคคลกรผู้มีความเป็นเลิศทั้ง ด้านเทคนิคและนักวิจัยเต็มเวลา
3. สร้างเครือข่ายความร่วมมือกับผู้นำด้านควอนตัมคอมพิวเตอร์ เพื่อนำไปสู่การมีส่วนร่วมในการกำหนดแนวทางในกพัฒนาในระดับนานานชาติ อันจะเกิดผลประโยชน์ต่อประเทศไทย
4. จัดทำแผนสำหรับใช้ในการเปลี่ยนจาก การเข้าถึงรหัสข้อมูล (Encryption)แบบดั่งเดิมมาใช้ เป็นระบบควอนตัมในการป้องกัน (quantum-protected) ข้อมูล

ที่กล่าวมาทั้งหมดนี้เป็นการเน้นให้ทราบว่าการพัฒนาฮาร์ดแวร์สำหรับการคำนวณควอนตัมเป็นสิ่งที่มีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อการพัฒนาประเทศอย่างยั่งยืน ผ่านยุคสมัยที่เป็นยุคของการผลิกผันเชิงเทคโนโลยี แผนงานที่รอบคอบสำหรับใช้ในเชิงปฏิบัติมีความจำเป็นเป็นอย่างยิ่ง เพื่อใช้สำหรับป้องกันผลสืบเนื่องจากความเสียหายซึ่งจะส่งผลให่เกิดความเสียหายทั้งในแง่ของเศรษฐกิจและสังคม อย่างไรก็ตามก่อนที่จะเริ่มต้นขบวนการในขั้นต่อไป ประเทศไทยจำเป็นที่จะต้องมองถึงภาพสะท้อนในแง่ของประสิทธิภาพ และศักยภาพที่มีในปัจจุบันให้ชัดเจนเสียก่อน แล้วจึงดำเนินการวางกลยุธและแผนเพื่อนำไปสู่การปฏิบัติที่เหมาะสมและเป็นไปได้

ควอนตัมคอมพิวเตอร์ และเครื่องจำลองควอนตัม (Quantum simulator) ที่ดีจำเป็นที่จะต้องมี 1) มีความสัมพันธ์กับการประยุกต์ใช้ และ/หรือควาเข้าใจต่อการประยุกต์ใช้ 2) มีความสามารถในการควบคุมสถานะที่ถูกเตรียมไว้ สถานะเริ่มต้น การจัดปรับให้เหมาะสม การเปลี่ยนแปลง และการตรวจจับ 3)  มีข้อมูลเชิงสถิติเกี่ยวกับขอ้ผิดพลาดที่ยอมรับได้ และความน่าเชื่อถือ 4) มีประสิทธิภาพสูงกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม

ในขณะที่อุปกรณ์ควอนตัมแบบอบเหนียว หรือ ควอนตัมแอนเนียลลิ่ง (Quantum annealing) ได้ถูกนำมาใช้ให้บริการทางธุรกิจ และเครื่องจำลองควอนตัมได้สามรถถูกใช้การทดลองจริง เป้าหมายหลักเราคือควอนตัมคอมพิวเตอร์/เครื่องจำลองควอนตัม ที่มีปนะสิทธิภาพไม่ต่ำกว่าควอนตัมคอมพิวเตอร์ดิจิตอลแบบตัวนำยิ่งหยวด

แม้นจะเป็นเช่นนั้น ไม่ว่าแผนการที่ดีที่เราคาดการณ์ไว้ ความกล้าหาญในการตัดสินในกับการเมืองที่เข้มแข็งจะมีบทบาทสำคัญเหนือกว่ากรอบความคิดที่วางไว้อย่างดี ต่อการจัดการสินทรัพย์อย่างเหมาะสมและแหล่งทุนที่คาดหวังได้

หากเปรียบประเทศไทยเป็นองค์กรบริษัท สิ่งที่ประเทศไทยควรเตรียมพร้อม ในช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับรองรับการเกิดขึ้นของคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามรถทำงานได้อย่างสมบูรณ์คือ

1. ศึกษาคลื่นอุตสาหกรรมลูกที่หนึ่ง ได้แก่ เคมีภัณฑ์และเวชภัณฑ์ (quantum simulation / computation) พลังงานทั่วโลกและวัสดุ (quantum simulation / computation) เครือข่ายการขนส่ง (quantum optimization) ยานยนต์อัตโนมัติ (quantum AI) และความปลอดภัยทางไซเบอร์ (quantum encryption) เพื่อให้เห็นถึงคุณค่าของอุตสาหกรรมขั้นสูงประเภทต่างๆที่จะเกิดขี้นในอนาคต
2. พัฒนาบุคคลกรและสร้างทีมงาน ด้านควอนตัมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ภายในประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของปัญหาที่แก้ยากในระบบดังเดิม ในช่วงเริ่มต้นนั้นสิ่งที่ประเทศไทยควรทำเป็นอันดับแรกคือต้องทำการคัดเลือกบุคคลกรผู้มีความเป็นเลิศทั้ง ด้านเทคนิคและนักวิจัยเต็มเวลา
3. สร้างเครือข่ายความร่วมมือกับผู้นำด้านควอนตัมคอมพิวเตอร์ เพื่อนำไปสู่การมีส่วนร่วมในการกำหนดแนวทางในกพัฒนาในระดับนานานชาติ อันจะเกิดผลประโยชน์ต่อประเทศไทย
4. จัดทำแผนสำหรับใช้ในการเปลี่ยนจาก การเข้าถึงรหัสข้อมูล (Encryption)แบบดั่งเดิมมาใช้ เป็นระบบควอนตัมในการป้องกัน (quantum-protected) ข้อมูล

แนวคิดของ RCQT: สร้างระบบควบคุมป้อนกลับสำหรับการลดค่าความผิดพลาดในระบบคำนวณควอนตัม-คลาสสิกไฮบริด เพื่อศึกษากระบวนการจัดการ การออกแบบ และการผลิตที่ซับซ้อน โดยมีกลุ่มของตลาดที่ต้องการแรงงานผู้มีความรู้และทักษะด้านการคำนวณควอนตัม

ภาพที่ 23 (ซ้ายมือ) ขั้นตอนตอนลดอุณหภูมิภายในตู้เย็นแบบเจือจางความร้อนด้วยฮีเลียมเหลวจาก IBM (กลาง) ตัวประมวลผลแบบ quantum annealing และ ควอนตัมบิทแบบตัวนำยิ่งยวด ของ D-Wave (ขวา) เครื่อง quantum annealing และระบบภายใน

อุตสาหกรรมสุขภาพและเภสัชกรรม

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อออกแบบโมเลกุลใหม่ ๆ เช่น โปรตีนที่มีสมบัติทางชีวเคมีตามต้องการ สารเร่งปฏิกิริยาที่ทรงประสิทธิภาพในกระบวนการผลิต การค้นพบยาใหม่ ๆ การทำนายปฏิกิริยาการใช้ยาร่วมกัน เร่งกระบวนการทดสอบและอนุมัติการใช้ยาในคน การตรวจวินิจฉัยโรคเชิงคลินิก การวิเคราะห์จีโนมเพื่อการแพทย์แบบจำเพาะบุคคล ตลอดจนถึงการพยากรณ์ภาวะก่อนเป็นโรค และการวิเคราะห์ห่วงโซ่อุปทานในอุตสาหกรรมสุขภาพ

อุตสาหกรรมวัสดุและการผลิตด้วยเครื่องจักร

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อออกแบบและค้นหาวัสดุใหม่ ๆ ออกแบบสารเติมแต่งที่มีสมบัติตามต้องการ รวมถึงการลดความซับซ้อนของกระบวนการผลิต การควบคุมคุณภาพ การหาค่าเหมาะสมกระบวนการผลิต และการวิเคราะห์ห่วงโซ่อุปทาน

อุตสาหกรรมพลังงานและปิโตรเคมี

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อออกแบบวัสดุใหม่ ๆ และสารเติมแต่งที่มีสมบัติตามต้องการ เช่น สารลดแรงตึงผิว และตัวเร่งปฏิกิริยา รวมถึงการลดความซับซ้อนของกระบวนการผลิต กระบวนการกลั่นน้ำมันดิบ ประเมินความคุ้มค่าแหล่งขุดเจาะน้ำมันใหม่ และเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจหาแหล่งน้ำมันโดยอาศัยข้อมูลภาพจากคลื่นไหวสะเทือน การคาดการณ์การใช้พลังงาน ระบบกริดในเครือข่ายแบตเตอรี่

อุตสาหกรรมการผลิตและโลจิสติกส์

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อแก้ไขปัญหาค่าเหมาะสม เพื่อหาชุดตัวแปรที่ก่อให้เกิดประสิทธิผลสูงที่สุดในทุกกระบวนการจัดการสินค้าและบริการตลอดห่วงโซ่อุปทาน การกำหนดเส้นทางและลำดับการขนส่ง การทำรายการสินค้า เครือข่ายขนส่งที่เหมาะสม การจัดการกลุ่มรถแท็กซี่ การพยากรณ์เที่ยวบิน วิเคราะห์พฤติการณ์ผิดปกติที่อาจนำไปสู่การลักลอบและฉ้อโกง การปฏิรูปเชิงพัฒนาการในสิ่งใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการจัดการและโซ่อุปทาน และการวิเคราะห์ข้อเสนอของลูกค้าเพื่อการปฏิรูปเชิงพัฒนาการในสิ่งใหม่ อีกทั้งยังรวมถึงธุรกิจค้าปลีก – ส่ง อีกด้วย

อุตสาหกรรมการป้องกันประเทศ

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อการถอดรหัส หากมีคนสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้สำเร็จและเก็บเป็นความลับ สถานการณ์ที่ว่า ข้อความที่เครื่องเข้ารหัส Enigma ถูกถอดรหัสโดยที่กองทัพเยอรมันไม่รู้ตัวจะเกิดขึ้นอีกครั้ง

ธุรกิจซอฟต์แวร์

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถพัฒนาซอฟต์แวร์และใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมให้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับปัญหาที่จำเฉพาะกับแต่ละธุรกิจ ในเชิงของ solution provider โดยมีเป้าหมายที่การรวมเข้ากับระบบ AI และการเรียนรู้จักรกลควอนตัม

ธุรกิจการเงิน การธนาคาร

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อแก้ไขปัญหาค่าเหมาะสมในการหาชุดตัวแปรที่ก่อให้เกิดประสิทธิผลสูงที่สุดตลอดห่วงโซ่อุปทานทางการจัดการการเงิน การจัดการหลักทรัพย์ การกำหนดราคาตราสารอนุพันธ์ การซื้อขายหุ้นอัตโนมัติ การประเมินความเสี่ยง แจงพฤติกรรมการฉ้อโกง การแนะนำข้อเสนอทางการเงิน ตลอดจนธุรกรรมทางการเงินอื่น ๆ

เศรษฐศาสตร์และตลาดหลักทรัพย์

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อหาชุดตัวแปรที่ก่อให้เกิดประสิทธิผลสูงที่สุดตลอดในการคาดเดาตลาดเพื่อการตัดสินใจด้านแผนงาน และการลงทุน

ธุรกิจประกันความเสี่ยง

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่เข้าใจและสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อประเมินความเสี่ยงปล่อยสินเชื่อเงินกู้ หลักค้ำประกัน ประนอมหนี้ การประเมินเครดิตสินทรัพย์ การประกันอุบัติภัย ตลอดจนถึงการประกันภาวะสงคราม

ธุรกิจการศึกษา และวิจัย

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่มีความรู้ความเข้าใจด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์เทคโนโลยี และนวัตกรรมฐานควอนตัม อีกทั้งยังมีทักษะสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อการศึกษาพัฒนาคนได้

Research, Development, Test & Evaluation (RDT&E) ภาครัฐและเอกชน

เทคโนโลยีควอนตัม: นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรควอนตัมที่มีความรู้ความเข้าใจด้านวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์เทคโนโลยี และนวัตกรรมฐานควอนตัม อีกทั้งยังมีทักษะสามารถใช้ระบบเครือข่ายคำนวณควอนตัมเพื่อการวิจัยที่สนับสนุนอุตสาหกรรมอุบัติใหม่ฐานควอนตัมได้