01 MRI
01 MRI
เทคโนโลยคี วอนตมั SCIENCE & TECHNOLOGY ISBN 978-616-12-0582-9 BOOK SERIES by NSTDA พิมพครัง้ ที่ 1, พ.ศ. 2562 จาํ นวน 3,700 เลม สงวนลิขสิทธ์ิ ตาม พ.ร.บ. ลิขสิทธิ์ (ฉบบั เพิ่มเตมิ ) พ.ศ. 2558 จดั ทาํ โดย กระทรวงวทิ ยาศาสตรและเทคโนโลยี สาํ นักงานพฒั นาวิทยาศาสตรแ ละเทคโนโลยีแหงชาติ (สวทช.) สถาบันมาตรวทิ ยาแหง ชาติ (มว.) SCIENCE & SCIENCE & SCIENCE & ไมอ นญุ าตใหค ดั ลอก ทาํ ซา้ํ และดดั แปลง สว นใดสว นหนงึ่ TECHNOLOGY TECHNOLOGY TECHNOLOGY ของหนงั สอื เลม น้ี นอกจากไดรับอนุญาตเปนลายลักษณอักษร จากเจาของลิขสิทธิ์เทานั้น BOOK SERIES BOOK SERIES BOOK SERIES เศรษฐกจิ ชีวภาพ BIO ECONOMY สาํ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ชาต.ิ เศรษฐกิจสีเขยี ว เทคโนโลยคี วอนตมั = quantum technology.--ปทมุ ธานี : สาํ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตร และเทคโนโลยแี หง ชาติ กระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลย,ี 2562. SCIENCE & SCIENCE & SCIENCE & 36 หนา . TECHNOLOGY TECHNOLOGY TECHNOLOGY 1. ทฤษฎคี วอนตมั . I. ชอ่ื เรอื่ ง. 530.12 BOOK SERIES BOOK SERIES BOOK SERIES ISBN 978-616-12-0582-9 SHARING SILVER 01 เศรษฐกิจร่วมใช้ประโยชน์ MRI ECONOMY บรรณาธกิ าร กลุ ประภา นาวานเุ คราะห RENT ผเู ขียน ดร.คณิน องึ้ สกลุ สริ ิ เศรษฐกิจผสู้ งู วัย ผเู ขยี นรว ม ดร.ปย พฒั น พลู ทอง Airbnb (นาิกาอะตอม) กองบรรณาธิการ รักฉตั ร เวทีวุฒาจารย, วณี า ยศวงั ใจ, วชั ราภรณ สนทนา, จฬุ ารตั น นม่ิ นวล, ดร.นําชยั ชวี ววิ รรธน, ดร.สิวินยี สวสั ด์ิอารี กราฟก ฉตั รกมล พลสงคราม รูปเลม งานออกแบบ ฝา ยส่ือวิทยาศาสตร สวทช.
คํานิยม คํานํา วิทยาศาสตรและเทคโนโลยี เปนปจจัยสําคัญในการขับเคล่ือนเศรษฐกิจ สังคม เม่ือเอยถึงคําวา \"ควอนตัม\" คนไทยสวนใหญอาจจะนึกไมออกวาหมายถึงอะไร มาอยางตอเนื่อง ซ่ึงประเทศไทยไดใหความสําคัญในการวิจัยพัฒนา สรางความรูใหม และ การนาํ ไปใชป ระโยชนใ นการพฒั นาเศรษฐกจิ สงั คม และคณุ ภาพชวี ติ ขณะทกี่ ารเปลย่ี นแปลง หรอื เกยี่ วขอ งอะไรกบั ชวี ติ ของเรา รวมไปถงึ มคี วามสาํ คญั อะไรบา งหรอื ไม ทางเทคโนโลยีเปนไปอยางกาวกระโดดในชวงสิบปท่ีผานมา การสงเสริมใหประชาชนไดรับรู หนังสือเทคโนโลยีควอนตัม (quantum technology) เลมนี้จัดทําขึ้น และทาํ ความเขา ใจกบั เรอ่ื งราวใหมๆ ดา นวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี จงึ เปน สว นสาํ คญั ทจ่ี ะ ทําใหส ังคมพรอมตอ การกาวไปขางหนาอยางเทาทันโลก โดยมวี ตั ถปุ ระสงคเ พอื่ สรา งความรู ความเขา ใจ และเตรยี มเยาวชนไทยและคนไทยทวั่ ไป ใหพ รอ มสาํ หรบั การขบั เคลอื่ นประเทศในครสิ ตศ ตวรรษท่ี 21 ผา นการเรยี นรคู าํ ศพั ทแ ละ กระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี ซง่ึ กอ ตง้ั อยา งเปน ทางการเมอ่ื วนั ที่ 24 มนี าคม แนวคดิ มมุ มอง โดยเฉพาะดา นวทิ ยาศาสตรท เ่ี กย่ี วขอ งกบั เศรษฐกจิ ซง่ึ ใกลต วั คนไทย และ พ.ศ. 2522 ไดท าํ หนา ทเ่ี ปน กลไกในการขบั เคลอื่ นประเทศผา นหนว ยงานวจิ ยั หลากหลายหนว ยงาน จะเปน ตวั ขบั เคลอื่ นสาํ คญั สาํ หรบั ระบบเศรษฐกจิ ประเทศในอนาคตอนั ใกลน ้ี ซง่ึ แมใ นกรณนี ้ี โดยมกี ารปรบั เปลยี่ นไปตามสถานการณต ลอดชว งเวลาหลายสบิ ปท ผี่ า นมา และจะยงั คงพฒั นา ตอไปเพื่อเปนองคกรหลักในการนําประเทศสูเศรษฐกิจฐานความรู และสังคมนวัตกรรม คาํ วา \"ควอนตมั \" อาจจะดเู ปน วทิ ยาศาสตรไ กลตวั แตก ารประยกุ ตใ ชก ลบั ใกลต วั เราอยา งคาดไมถ งึ ในโอกาสครบรอบ 40 ปของกระทรวงวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี ในป พ.ศ. 2562 ทา น ดร.สวุ ทิ ย เมษนิ ทรยี อดตี รฐั มนตรวี า การกระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี มดี าํ รใิ ห อาทิ ทรานซิสเตอรที่อยูในอุปกรณเครื่องใชไฟฟา เลเซอร หลอดไฟแอลอีดี เซลลสุริยะ เซนเซอรร บั แสงตา งๆ รวมไปถงึ กลอ งดจิ ทิ ลั เครอื่ งสแกนเนอร ฯลฯ คาํ ศพั ทต า งๆ ทป่ี รากฏ กระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี จดั ทาํ \"หนงั สอื ชดุ ความรดู า นวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลย\"ี อยใู นหนงั สอื เลม น้ี เชน โฟตอน ทฤษฎคี วอนตมั การคาํ นวณเชงิ ควอนตมั สภาวะพวั พนั ทางควอนตัม วิศวกรรมควอนตัม ฯลฯ หลายคําก็เริ่มกลายเปนศัพทท่ีคอยๆ พบเห็นหรือ เพอื่ รวบรวมเรอ่ื งราวดา นวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยที นี่ า สนใจรวม 19 เรอ่ื งไวใ นชดุ หนงั สอื นี้ ไดย นิ บอ ยมากขน้ึ แตค าดไดว า ทกุ คาํ จะกลายเปน คาํ สามญั ในอนาคตอนั ใกลน ้ี การจดั ทาํ หนงั สอื เทคโนโลยคี วอนตมั น้ี มงุ หวงั ใหเ ยาวชนคนรนุ ใหมไ ดเ ขา ถงึ องคค วามรู หนงั สอื เลม นอี้ อกแบบใหอ า นไดท งั้ เยาวชนและประชาชนทว่ั ไป โดยเนน ใหค วามรู ดานวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี รวมท้ังยังเปนโอกาสในการสรางแรงบันดาลใจกับเยาวชน เบอ้ื งตน ภาพรวม และผลกระทบตา งๆ ทเ่ี กดิ จากแนวคดิ ดา นเทคโนโลยที ส่ี าํ คญั นี้ โดยเฉพาะ คนรนุ ใหมใ หเ ขา ใจถงึ บทบาทและความสมั พนั ธข องวทิ ยาศาสตรใ นมติ ติ า งๆ ของการดาํ รงชวี ติ ในแงม มุ ทเี่ กยี่ วขอ งกบั วทิ ยาศาสตรท อ่ี ยเู บอ้ื งหลงั และนวตั กรรมตา งๆ โดยมรี ปู แบบเปน หนงั สอื สอนคาํ ศพั ทป ระกอบรปู (illustrated wordbook) แบบอนิ โฟกราฟก (infographic) ผมขอขอบคณุ ผูท เี่ กีย่ วของในการจัดทาํ หนงั สอื ชดุ น้ีทุกทาน และหวงั เปน อยางย่ิงวา โดยหวังวาจะสามารถสรางแรงบันดาลใจ ทําใหเห็นความสําคัญ และทําใหเยาวชนไทย หนังสือเลมน้ีและเลมอ่ืนๆ ในชุด จะเปนแหลงขอมูลที่เปนประโยชนตอการเรียนรูและมี เกดิ ความสนใจในดา นสะเตม็ ศกึ ษา (STEM) ทจี่ ะเปน ฐานสาํ หรบั อาชพี ในอนาคตจาํ นวนมาก สว นชว ยกระตนุ ใหเ ยาวชนและประชาชนไทยเกดิ ความสนใจหาความรวู ทิ ยาศาสตรใ นดา นอน่ื ๆ ทจ่ี ะเกดิ ขนึ้ จากเทคโนโลยคี วอนตมั ตอ ไป สํานักงานพฒั นาวิทยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ชาติ (สวทช.) รองศาสตราจารยสรนติ ศิลธรรม ปลัดกระทรวงวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี มีนาคม 2562
สารบัญ 24 การคาํ นวณเชงิ ควอนตัม 08 เทคโนโลยีอยูร อบตัวเรา 26 การสอ่ื สารดว ยเทคโนโลยีควอนตมั 28 นากิ าอะตอม การอธบิ ายธรรมชาติ 30 วิศวกรรมควอนตมั 32 Quantum Timeline 10 ขน้ึ อยูกับขนาดและความเร็วของวตั ถุ 36 เอกสารอางอิง กลศาสตรคลาสสกิ 12 กับการอธบิ ายปรากฏการณของสสารและคลื่น 14 แบบจาํ ลองอะตอม 16 เม่อื สอ งวตั ถขุ นาดเล็ก เร่อื งราวเปลย่ี นไปเมือ่ กาวสโู ลกของอะตอม 18 ปรากฏการณทางควอนตมั 22 เทคโนโลยคี วอนตัมยุคที่ 2
เทคโนโลยีอยูร่ อบตวั เรา Graphene ปจ จบุ นั นเ้ี ทคโนโลยสี มยั ใหมเ ขา มาเปน สว นหนง่ึ ในชวี ติ ประจาํ วนั ของเรา และมหี ลาย MRI ความรูเก่ียวกับระดับชั้นพลังงานของ ความรใู นทฤษฎคี วอนตมั ไดน าํ มาใช เทคโนโลยที ไี่ ดร บั อทิ ธพิ ลมาจากการพฒั นาองคค วามรใู นทฤษฎคี วอนตมั (quantum MRI อเิ ล็กตรอนผนวกกับความเขาใจในกลไก อธบิ ายโครงสรา งโมเลกลุ ของวสั ดสุ ารกง่ึ ตวั นาํ theory) ซง่ึ เปน ฟส กิ สแ ขนงหนง่ึ ทใ่ี ชอ ธบิ ายปรากฏการณข องสงิ่ ทม่ี ขี นาดเลก็ ระดบั อะตอม การดูดกลืนและปลดปลอยพลังงานของ ทาํ ใหม กี ารคน พบกราฟน (graphene) ซงึ่ มี อิเล็กตรอน นําไปสูการสรางหลอดไฟ คณุ สมบตั ใิ นการนาํ ไฟฟา สงู อกี ทง้ั ยงั มคี วาม Graphene ฟลูออเรสเซนต หลอดไฟแอลอีดี (LED) แขง็ แรงในระดบั ทส่ี ามารถนาํ มาทาํ เปน เสอ้ื และรวมไปถึงเลเซอร (LASER) ซ่ึงนํามา เกราะกนั กระสนุ ทม่ี นี าํ้ หนกั เบาไดเ ปน อยา งดี Technology 1.0 ประยุกตเปนกลไกการอานเขียนขอมูลใน เครอื่ งเลน ซดี ี (CD) ดวี ดี ี (DVD) การฉายรงั สี เทคโนโลยีควอนตมั ยุคท่ี 1 (quantum technology 1.0) เปนผลผลิตมา ทางการแพทย หรือแมกระทั่งนําเลเซอร จากการสะสมความรูของนักวิทยาศาสตรจนเขาใจปรากฏการณทางธรรมชาติของแสงที่มี พลังงานสูงไปใชในการตัดวัตถุท่ีมีความ หนว ยยอ ยในระดบั โฟตอน (photon) และอนภุ าคขนาดเลก็ ในระดบั อะตอมและอเิ ลก็ ตรอน แมนยําสูง ซง่ึ นาํ ไปสกู ารพฒั นาวสั ดุ อปุ กรณ และเครอื่ งมอื ทลี่ าํ้ สมยั มาชว ยอาํ นวยความสะดวกในการทาํ กจิ กรรมตา งๆ ของมนษุ ย และเปน พนื้ ฐานของการพฒั นาตอ ยอดไปสเู ทคโนโลยขี น้ั สงู ขน้ึ ไป ความเขาใจเก่ียวกับพฤติกรรมของ การคน พบปรากฏการณโ ฟโตอเิ ลก็ ทรกิ อิเลก็ ตรอนในวสั ดสุ ารกง่ึ ตวั นาํ เปน จดุ เรม่ิ ตน (photoelectric effect) ทแี่ สงสามารถ ความรใู นทฤษฎคี วอนตมั ไดน าํ มาใช ของการสรางทรานซิสเตอร (transistor) ถา ยเทพลงั งานใหก บั อเิ ลก็ ตรอน เปน กญุ แจ อธิบายพฤติกรรมการเล้ียวเบนของแสง ซึ่งเปนชิ้นสวนสําคัญในโทรศัพทมือถือ สําคัญที่นําไปสูการผลิตกระแสไฟฟาดวย และอเิ ลก็ ตรอนเมอ่ื วง่ิ ผา นสงิ่ กดี ขวาง ซง่ึ นาํ คอมพิวเตอร และอุปกรณเครื่องใชไฟฟา เซลลส รุ ยิ ะ (solar cell) และการสรา งอปุ กรณ ไปสกู ารพฒั นากลอ งจลุ ทรรศนอ เิ ลก็ ตรอน ตางๆ มากมาย รับภาพในกลองดิจิทัล เครื่องสแกนเนอร กาํ ลงั ขยายสงู เครอื่ งสแกนเอม็ อารไ อ (MRI) เซนเซอรต รวจวดั ระยะหา งทเี่ ราใชก นั ในรถยนต และเครอ่ื งฉายรงั สเี อกซ และประตอู ตั โนมตั ิ 8 9
การอธิบายธรรมชาติ การอธบิ ายปรากฏการณท างธรรมชาติ มวลสารดว ยกลศาสตรค ลาสสกิ (classical ขึ้นอย่กู บั ขนาดและความเร็วของวัตถุ ดว ยฟส กิ สย งั แบง ออกเปน หลายแขนง โดย mechanics) การอธบิ ายปรากฏการณท ่ี จาํ แนกตามปจ จยั ทางดา นขนาดและความเรว็ เกยี่ วขอ งกบั การเคลอ่ื นทด่ี ว ยความเรว็ ใกล ความอยากรอู ยากเหน็ และความชา งสงั เกตของมนษุ ย กอ ใหเ กดิ การศกึ ษาเพอื่ ทาํ ความเขาใจ ของสงิ่ ทศ่ี กึ ษา ตงั้ แตส งิ่ ทม่ี ขี นาดใหญร ะดบั แสงดว ยทฤษฎสี มั พทั ธภาพพเิ ศษ (special ปรากฏการณทางธรรมชาติ ตลอดจนการเปล่ียนแปลงของสิ่งที่อยูรอบตัวเรา กอเกิดเปน จักรวาลที่อธิบายดวยฟส กิ สด าราศาสตร relativity) และในกรณขี องวตั ถทุ ม่ี ขี นาด องคค วามรทู างดา นวทิ ยาศาสตรใ นแขนงตา งๆ อาทิ ชวี วทิ ยา เคมี ฟส กิ ส และคณติ ศาสตร (astrophysics) และทฤษฎสี มั พทั ธภาพ เล็กระดับโมเลกุลที่อธิบายดวยฟสิกส ทั่วไป (general relativity) การใช ของแขง็ (solid-state physics) ไปจนถงึ ฟสิ กิ ส์ (physics) เปน หนงึ่ ในวชิ าพน้ื ฐานทางวทิ ยาศาสตร ทมี่ งุ ศกึ ษาเพอื่ ทาํ ความ กลศาสตรท อ งฟา (celestial mechanics) อนภุ าคขนาดเล็กในระดับอะตอมและ เขา ใจเก่ียวกับสมบัติของสสารและพลังงานในจักรวาล หนว ยยอ ยของแสง (โฟตอน) ทอ่ี ธบิ ายดว ย ในการอธบิ ายปรากฏการณบ นทอ งฟา จาก ฟสิ กิ สด์ าราศาสตร์ การสังเกตการณของนักดาราศาสตร ทฤษฎคี วอนตมั (astrophysics) การอธิบายการเคลื่อนท่ีและพลังงานของ และทฤษฎสี มั พัทธภาพทว่ั ไป (general relativity) transistor ทฤษฎสี มั พัทธภาพพิเศษ ฟสิ กิ สข์ องแขง็ (special relativity) (solid-state physics) กลศาสตรค์ ลาสสกิ (classical mechanics) กลศาสตรท์ อ้ งฟา้ ทฤษฎคี วอนตมั 11 (celestial mechanics) (quantum theory) 10
เมื่อส่องวตั ถุขนาดเลก็ นักวิทยาศาสตรทําการทดลองช่องคู่ (double-slit experiment) โดยยิงลาํ อเิ ลก็ ตรอนผา นชอ งแคบ 2 ชอ ง ไปชนกบั ฉากรบั ดา นหลงั ปรากฏวา เกดิ รปู แบบการแทรกสอด เรอื่ งราวเปลย่ี นไปเมอ่ื กา้ วสโู่ ลกของอะตอม ของคลนื่ บนฉาก แสดงใหเ หน็ วา อนภุ าคอเิ ลก็ ตรอนแสดงคณุ ลกั ษณะของการเปน็ คลน่ื การทเี่ รามองเหน็ วตั ถตุ า งๆ ได เนอ่ื งจากมแี สงสอ งไปทว่ี ตั ถนุ นั้ แลว สะทอ นเขา ตาของเรา การทดลองช่องคู่ โดยท่ีวัตถุหรือส่ิงของนั้นยังคงอยูท่ีตําแหนงเดิม ไมเคล่ือนท่ีหรือไดรับผลกระทบใดๆ จาก แสงทต่ี กกระทบ แสงตกกระทบ แตเม่ือเราพยายามใชแสงเพ่ือสองดู ทางทฤษฎคี วอนตมั สสารทกุ ชนดิ มคี ณุ ลกั ษณะของการเปน คลนื่ โดยสสารทมี่ ขี นาดใหญ แสงสะทอน อนุภาคท่ีมีขนาดเล็ก เชน อิเล็กตรอน จะมคี ณุ ลกั ษณะของความเปน คลนื่ เลก็ นอ ยจนแทบไมป รากฏใหเ หน็ ในขณะทส่ี งิ่ ของเลก็ ๆ ระดบั อะตอม จะทําใหอิเล็กตรอนเปลี่ยนตําแหนงและ คณุ ลกั ษณะของความเปน คลนื่ ปรากฏและแสดงออกอยา งเดน ชดั ผลจากการทดลองทาํ ให แสง อิเล็กตรอน ความเร็วไปจากเดิม ซ่ึงเปนผลจากการที่ นักวิทยาศาสตรไดขอสรุปวา \"อนภุ าคสามารถทาํ ตวั เปน็ คลนื่ และคลนื่ สามารถทาํ ตวั เป็น แสงไปกระทบอิเล็กตรอนน่ันเอง แสดงให อนุภาค\" ซง่ึ เปน ความแปลกประหลาดทเ่ี กดิ ขนึ้ ในทางควอนตมั 16 เห็นวา \"คล่ืนแสงแสดงคุณลักษณะของ การเป็นอนุภาค\" และไดขอสรุปวา เราไม คุณลักษณะท่ีแปลกประหลาดในทางควอนตัมอื่นๆ ท่ีเกิดขึ้น ไดแก ปรากฏการณ สามารถระบตุ าํ แหนง และความเรว็ ทแ่ี ทจ รงิ การลอดอโุ มงคค วอนตมั (quantum tunneling) ควอนไทเซชนั (quantization) ของอิเล็กตรอนไดพรอมๆ กัน เปนไปตาม สภาวะควบรวมทางควอนตัม (quantum superposition) และสภาวะพัวพันทาง ควอนตมั (quantum entanglement) หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนแบร์ก (Heisenberg’s uncertainty principle) 17
เทคโนโลยีควอนตัมยคุ ที่ 2 Graphene ผลจากการเขาใจธรรมชาติของคลื่น SCHOOL แสงและอนภุ าคควอนตมั รวมถงึ การกาํ เนดิ MRI ทฤษฎคี วอนตมั ทาํ ใหเ กดิ นวตั กรรมตา งๆ มากมายในศตวรรษท่ี 20 เชน อุปกรณ อเิ ลก็ ทรอนกิ ส และวสั ดใุ หมๆ เทคโนโลยที ่ี 08:00:00 เกดิ ขนึ้ นถี้ อื ไดว า เปน ผลผลติ จากเทคโนโลยี ควอนตมั ยคุ ท่ี 1 1.0 Alice Bob ตลอดชวงเวลากวาคร่ึงศตวรรษท่ีผานมา นักฟสิกสไดพัฒนาความรูและขีดความ สามารถในการควบคมุ อนภุ าคควอนตมั เชน การจดั การสถานะของโฟตอน การกกั อะตอม และการควบคมุ อเิ ลก็ ตรอน ความสามารถในการเขา ถงึ และจดั การอนภุ าคควอนตมั ไดน าํ ไป สูการใชประโยชนในรูปแบบใหม เกิดเปนแนวโนมทางเทคโนโลยียุคใหมท่ีเรียกกันวา เทคโนโลยีควอนตัมยุคท่ี 2 (quantum technology 2.0) 22 สงิ่ ใหมๆ ทจ่ี ะเกดิ ขน้ึ ในเทคโนโลยคี วอนตมั ยคุ ท่ี 2 จะเปน กา วกระโดดทางเทคโนโลยี ทจ่ี ะสรา งความเปลย่ี นแปลงใหแ กโ ลกอาทิการเสรมิ ประสทิ ธภิ าพการคาํ นวณดว ยการคาํ นวณ เชงิ ควอนตมั การเสรมิ ความปลอดภยั ในการสอื่ สารดว ยการสอื่ สารเชงิ ควอนตมั (quantum communication) การใชค วามสามารถในการควบคมุ อะตอมในการสรา งนา ิกาอะตอม (atomic clock) การสรางเคร่ืองวัดและเซนเซอรตรวจวัดตางๆ ท่ีมีความแมนยําสูง โลกของเทคโนโลยคี วอนตมั ยคุ ที่ 2 จะนาํ เรากา วลา้ํ ไปสกู ารคน พบทางวทิ ยาศาสตร และเทคโนโลยีตางๆ อีกมากมาย เชน การนําการคํานวณเชิงควอนตัมและเซนเซอรทาง ควอนตัมไปใชในการวิจัยทางการแพทยเพ่ือศึกษาโครงสรางยาและปฏิกิริยาทางชีวเคมี ภายในรา งกายมนษุ ย หรอื แมก ระทง่ั การนาํ คอมพวิ เตอรเ ชงิ ควอนตมั ไปใชใ นเรอ่ื งของการ สรางเคร่ืองจักรกลท่ีมีสมรรถนะในการเรียนรูและประมวลผลขอมูลเพ่ือประโยชนในการ วิเคราะหงานดานตางๆ อาทิ การจัดระเบียบขอมูล การวิเคราะหพฤติกรรมผูบริโภค และ การชวยเสนอทางเลือกท่ีเหมาะสม 23
การคํานวณเชิงควอนตมั การคํานวณเชิงควอนตมั ทาํ อะไรไดบ้ ้าง การคํานวณเชิงควอนตมั คืออะไร คอมพิวเตอรควอนตัมไมไดเขามา 15 Apple แทนทค่ี อมพวิ เตอรท วั่ ไป แตจ ะเขา มาเสรมิ = นักฟสกิ สน ําแนวคดิ เร่ืองทอ่ี นุภาคควอนตัมสามารถอยูใน 2 สถานะ (หรอื มากกวา ) การทาํ งานเฉพาะทางบางอยา งทค่ี อมพวิ เตอร 3x5 ไดใ นเวลาเดยี วกนั มาใชใ นการคาํ นวณเชงิ ควอนตมั (quantum computing) ซง่ึ เปน ทว่ั ไปตอ งใชเ วลาประมวลผลยาวนาน โดย รูปแบบการประมวลผลทางคณติ ศาสตรแ บบใหมท ใี่ ชห ลกั การสภาวะควบรวมทางควอนตมั นาํ ไปประยกุ ตใ ชป ระโยชนใ นงานดงั ตอ ไปน้ี 15 ในลกั ษณะของการควบรวมกนั ของชดุ คาํ สง่ั สง ผลใหก ารประมวลผลชุดคําสั่งหลายชุดเสร็จส้ิน = ภายในคร้ังเดียว จึงชวยรนระยะเวลาของการประมวลผลใหเร็วขึ้นไดหลายเทา ตวั นอกจาก 3x5 นย้ี ังคนพบอีกวา สภาวะพัวพันทางควอนตัมสามารถนํามาใชเปนโครงสรางของตรรกะ การประมวลผลที่เปนชุดคําสั่งที่เก่ียวกับเง่ือนไข (conditional statement) Apple จากหลกั การของปรากฏการณท างควอนตมั ทง้ั สองแบบทกี่ ลา วมา นกั วทิ ยาศาสตรจ งึ การจดั ลาํ ดบั ดเี อน็ เอ การจดั กลมุ ขอ มลู ขนาดใหญ สรางเครื่องจักร (machine) ที่มีความสามารถประมวลผลเชิงควอนตัมไดเปนผลสําเร็จ (DNA sequencing) (big data segmentation) ซง่ึ เครอื่ งจกั รดงั กลา วรจู กั กนั ในชอ่ื คอมพิวเตอรค์ วอนตมั (quantum computer) การคน หาขอ มลู ใน การจาํ ลองโครงสรา งโมเลกลุ การคํานวณโดยท่วั ไป การคํานวณแบบควอนตมั ระบบฐานขอ มลู (simulation for (database search) molecular structure) บติ (bit) ใชใ นการ \"แสดงคา ของขอ มลู \" ควิ บติ (qubit) ใชใ นการแสดงคา ของขอ มลู ทอ่ี ยใู นรปู ของเลขฐานสอง ทอ่ี ยใู นรปู ของ \"สภาวะควบรวมของบติ 0 การหาคา ทเ่ี หมาะสมทสี่ ดุ การแยกตัวประกอบทาง และบติ 1 \" 0 (optimization) คณติ ศาสตร (factorization) 1 การเขารหัสและ การถอดรหัสขอ มลู ความสามารถในการ Job D Job A Job B Job C Job D Job F (encryption เรยี นรไู ดด ว ยตวั เอง Job F & decryption) (unsupervised learning) Job A Job C Job B 25 24
การสือ่ สารดว้ ยเทคโนโลยีควอนตัม Eve การส่ือสารที่มีการรักษาความปลอดภัยของขอมูลจะ Alice ดกั ฟง ขอ งมลู ตอ งมกี ารเขา้ รหสั ขอ้ มลู (encryption) ทตี่ น ทางกอ นสง (eavesdropping) ไปยงั ผรู บั โดยนาํ ขอ มลู ตงั้ ตน และชดุ ตวั เลขสมุ มาทาํ หนา ท่ี ขอ มลู ทถี่ กู เขา รหสั เปนกุญแจ (key) ในการเขาสูตรทางคณิตศาสตร ขอมูล (encrypted data) Bob ทผ่ี า นกระบวนการเขา รหสั แลว จงึ จะถกู สง ออกไปผา นทางชอ ง ทางการสอ่ื สารตา งๆ เชน สง ดว ยสญั ญาณวทิ ยุ หรอื ผา นระบบ ขอ มลู ทผ่ี า นการถอดรหสั ใยแกว นาํ แสง ซงึ่ ผรู บั ปลายทางจะถอดรหสั โดยใชก ญุ แจชดุ (decrypted data) เดยี วกนั กบั ผสู ง เพอ่ื แปลงคา คนื ออกมาเปน ขอ มลู ตงั้ ตน Bob ชอ งทางสอื่ สารทว่ั ไป (public channel) Alice A การเขารหัสขอมูล Bob Alice อาจโดนเจาะรหัส หากมีการใชรหัสแบบซ้ำๆ การสื่อสารในรูปแบบนี้จะใชกุญแจเดิมในการเขารหัสไปเร่ือยๆ จนกวาจะมีการตกลง B การใชรหัสผาน เปลยี่ นกุญแจใหม ซ่ึงกอใหเกิดชองโหวท่ีผูดักฟงสามารถศึกษารูปแบบของการเขารหัสและ แบบใชครั้งเดียว เดาคา กญุ แจไดใ นทสี่ ดุ ดงั นน้ั ระดบั ความปลอดภยั ในการเขา รหสั จากการใชก ญุ แจเดมิ ซา้ํ ๆ กนั จงึ ขนึ้ อยกู บั ความซบั ซอ นของสตู รทางคณติ ศาสตรท นี่ าํ มาใชใ นการเขา รหสั คอื ยงิ่ ซบั ซอ นกย็ งิ่ การสงรหัสผาน Eve ทาํ ใหก ารเจาะรหสั กนิ เวลายาวนาน จนอาจเกนิ ชว งระยะเวลาทข่ี อ มลู สาํ คญั นน้ั ยงั มผี ลในการ อาจโดนดักฟง ใชง าน Alice Eve แนวคดิ และการเตบิ โตของคอมพวิ เตอรค วอนตมั ทมี่ ศี กั ยภาพในการเรยี นรแู ละถอดรหสั ของขอ มลู ไดอ ยา งรวดเรว็ จะสง ผลกระทบตอ ความเชอื่ มนั่ ในเรอ่ื งความปลอดภยั ของการส่ือสาร สง โฟตอนทมี่ ี ดกั จบั โฟตอน จงึ เร่ิมมีการนําทฤษฎีควอนตัมเขามาประยุกตใชในการเสริมสรางความปลอดภัยใหอยูใน การเขา รหสั ของกญุ แจ เพอื่ ถอดรหสั กญุ แจ ข้ันสูงสุด โดยนําหลักความไมนอนของไฮเซนแบรกท่ีกลาววา \"การวัดคาตัวแปรหนึ่งใน ระบบควอนตมั สง ผลตอ คา ความไมแ นน อนของการวดั คา ของอกี ตวั แปรหนง่ึ \" ประกอบกบั Bob นําหลกั การเกย่ี วกบั สภาวะควบรวมทางควอนตมั และสภาวะพวั พนั ของโฟตอนมาประยกุ ต สกู ารใชโ ฟตอนในการสง กญุ แจดว ยวธิ ที างควอนตมั ทเี่ รยี กวา การกระจายกญุ แจเขา้ รหัส รบั รถู งึ ความผดิ ปกตขิ องกญุ แจ เชงิ ควอนตมั หรอื QKD (quantum key distribution) ซง่ึ ชว ยสรา งความเชอ่ื มนั่ ในกรณที โี่ ฟตอนถกู ดกั จบั ในการตรวจจับการดักฟงขอมูล โดยหากมีการดักฟงเกิดขึ้น ทั้งผูสงและผูรับปลายทางจะ รตู วั และเปลย่ี นกญุ แจใหม ทาํ ใหผ ดู กั ฟง ไมส ามารถรบั รขู อ มลู สาํ คญั จากการดกั ฟง ขาวสารได Alice ชอ งการสอ่ื สารควอนตมั Bob (quantum channel) เครอ่ื งสง โฟตอน เครอื่ งรบั โฟตอน การกระจายกญุ แจเขา้ รหสั เชงิ ควอนตมั 27 26 quantum key distribution QKD
นา ิกาอะตอม ปจจุบันนิยามของเวลาอางอิงมาจากคาบของการแผรังสีท่ีเปนผลมาจากการเปล่ียน ระดบั ชนั้ พลงั งานของอะตอมซเี ซยี ม 133 (Cesium-133) โดยในการเปลย่ี นระดบั ชน้ั พลงั งาน นาิกาเปนเครื่องมือที่ใชบอกเวลา แตทราบหรือไมวาเวลาที่เราไดมาน้ันมีความถูก จะเกิดการแผรังสีดวยคาบการสั่นจํานวนท้ังส้ิน 9,192,631,770 ครั้ง ใน 1 วินาที เวลาที่ ตองแมนยําเพียงใด และนาิกาที่เราใชน้ันบอกเวลาไดแมนยําหรือไม อางอิงดวยวิธีการน้ีถูกใชเปนมาตรฐานเวลาโลก ซึ่งรูจักกันในช่ือของ \"นา ิกาอะตอม\" ภายในนาิกาทุกเรือนจะมีอุปกรณสําคัญท่ีทําใหเกิดการสั่นอยางเปนจังหวะ ซ่ึงใช เซนเซอร์ทางควอนตัม (quantum sensor) เปนแหลงกําเนิดของความถี่ และมีกลไกหรือวงจรเพ่ือทําใหเกิดการนับเวลาเปนวินาที นาที และชั่วโมง เน่ืองจากระดับชั้นพลังงานของอะตอมนั้นมีความออนไหวกับส่ิงแวดลอมรอบขาง เชน สนามแมเหล็ก สนามไฟฟา ทําใหเราสามารถนํานาิกาอะตอมไปประยุกตใชงาน นาิกาแบงไดเปน 4 ประเภท ดังน้ี เปนเซนเซอรทางควอนตัม เชน • นาิกาดาราศาสตร อาศัยชวงเวลาการโคจรของดาวตางๆ • นาิกาเชิงกล อาศัยชวงเวลาการส่ันของกลไกเชิงกล เซนเซอรว ดั การเคลอ่ื นไหว (inertial mea- • นาิกาไฟฟา อาศัยชวงเวลาการส่ันของผลึกควอตซ surement sensor) นําไปประยุกตใชงาน • นากิ าอะตอม อาศยั ชว งเวลาการสนั่ ทเี่ กดิ จากการเปลยี่ นระดบั ชน้ั พลงั งานของอะตอม สําหรับการติดตามการเคล่ือนไหวท่ีมีความ นากิ าทม่ี คี วามแมน ยาํ สงู คอื นากิ าทอ่ี า งองิ เวลามาจากนากิ าอะตอม โดยนากิ า ละเอียดสูง อะตอมที่แมนยําที่สุดในปจจุบันจะใชเวลา 13,000,000,000 ป (หนึ่งหม่ืนสามพันลานป) จงึ จะทาํ ใหเ วลาในการนบั คลาดเคลอื่ นไป 1 วนิ าที เซนเซอรว ดั สนามแมเ หลก็ (atomic mag- netometer) นาํ ไปใชใ นการสาํ รวจทางธรณวี ทิ ยา 13,000 ล้านปี เฝาระวังปรากฏการณแผนดินไหวและภูเขาไฟ ระเบดิ ประเทศไทย เวลามาตรฐานทเี่ ทยี บเคยี งมาจากนากิ าอะตอม รวมเลือดเนื้อชาติเช้ือไทย มีความละเอยี ดและแมน ยาํ สงู เพยี งพอทจ่ี ะรองรบั การบนั ทกึ เวลาของการซอื้ ขายหลกั ทรพั ยท ม่ี จี าํ นวน 28 08:00:00 SCHOOL 108:00:0 หลายลา นรายการตอ วินาที 29
วศิ วกรรมควอนตมั เทคโนโลยคี วอนตมั จากจนิ ตนาการสู่นวตั กรรม Frontier Research วศิ วกรรมควอนตมั (quantum engineering) คอื กระบวนการแบบใหมท่ีจะ เช่ือมโยงองคความรูใ นภาคการศกึ ษาใหไ ปสภู าคอตุ สาหกรรม โดยวิศวกรรมควอนตัมจะ ทฤษฏที างฟสิ กิ ส์ การจาํ ลอง ผสานความรูในทุกๆ แขนง เชน ทฤษฎีควอนตัม คณิตศาสตร และใชความพยายามเชิง (theoretical physics) ลงบนระบบทางกายภาพ วศิ วกรรมมาพัฒนาตนแบบในหอ งทดลองเพอื่ ตอยอดไปสูนวัตกรรมทสี่ ามารถใชไดจ รงิ (physical implementation) ตัวอยา งของวศิ วกรรมควอนตมั คอื นักทฤษฎี มหาวิทยาลัย นักทดลอง มหาวิทยาลัย (1) การยกระดับความปลอดภยั ในการสอ่ื สารดว ยการพฒั นาระบบโครงขา ย QKD (ฟสิกส) (ฟสิกส) (2) การสรา งเซนเซอรแ ละเครอ่ื งวดั ทางควอนตมั ทม่ี ปี ระสทิ ธภิ าพ เชน เซนเซอรต รวจ วัดการเคลื่อนไหว เซนเซอรวัดสนามแมเหล็ก เซนเซอรสําหรับอุปกรณการแพทย และ Quantum Engineering เซนเซอรสําหรับตรวจสอบคุณภาพในโรงงานอุตสาหกรรม (3) การสรางคอมพิวเตอรควอนตัมท่ีสามารถนําไปใชประโยชนในงานตางๆ เชน การผนวกทกุ อยา่ ง วศิ วกรรม การจําลองทางชีวเคมีเพื่อการรักษาโรค การจําลองพันธะเคมีเพ่ือการคนควาวัสดุใหมๆ เพ่ือใหส้ ามารถนาํ มาใชไ้ ดจ้ รงิ และการพัฒนาตน้ แบบ การจําลองการสังเคราะหแสงของพืชเพ่ือประโยชนในการเพ่ิมผลผลิตทางการเกษตร (integration for general use) การใชข มุ พลงั ของคอมพวิ เตอรค วอนตมั เพอื่ เสรมิ สรา งสมรรถนะของการคาํ นวณและประมวล (engineering and ผลขอมูล developing prototypes) ในปจ จบุ นั มบี รษิ ทั ผนู าํ ดา นเทคโนโลยหี ลายแหง ทมุ เททรพั ยากร และแขง ขนั กนั เชงิ วศิ วกรรม ควอนตมั เพอื่ พฒั นาคอมพวิ เตอรค วอนตมั เชน • Google • D-Wave • IBM • Toshiba • Microsoft • Airbus • Alibaba • Intel • Hewlett Packard (HP) Quantum นักวิทยาศาสตร Google นักวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัย Engineering วิศวกร Microsoft วิศวกร ศูนยแหงชาติ และอ่ืนๆ D-Wave Startup 30 IBM 31 เปนตน
Q UA N T U M 1913 e- 1923 TIMELINE Louis de Broglie Niels Bohr เสนอแนวคิดของความเชื่อมโยงกัน 1900 1905 ระหวา งความเปนคล่นื กับอนภุ าค เสนอแบบจาํ ลองอะตอม (wave-particle duality) Max Planck Albert Einstein ของไฮโดรเจนท่มี กี ารกําหนด 1926 ช้ันพลังงานและรศั มวี งโคจร Erwin Schrödinger อธบิ ายการแผรังสขี องวัตถดุ ํา ไดเสนอแนวคดิ ของควอนไทเซชนั ของอเิ ล็กตรอน เสนอสมการคลน่ื ท่ใี ชในทางควอนตมั (blackbody radiation) มาอธบิ ายปรากฏการณโฟโตอิเลก็ ทรกิ ซงึ่ ตอมาเรยี กกนั ในชอื่ \"สมการชเรอดิงเงอร\" และไดรับรางวลั โนเบล และไดร ับรางวัลโนเบลสาขาฟส ิกส สาขาฟส ิกสใ นป ค.ศ.1921 ในป ค.ศ.1933 Q 1982 QED เทคโนโลยีควอนตมั 1.0 1927 Paul A.M. Dirac Richard Feynman 1948 Friedrich Hund ตีพมิ พท ฤษฎีควอนตัมของแสง และไดรับรางวลั โนเบลสาขาฟสิกส ริเริม่ แนวคดิ เก่ียวกับ Richard Feynman คนพบปรากฏการณ ในป ค.ศ. 1933 คอมพวิ เตอรควอนตัม Julian Schwinger การลอดอุโมงคควอนตมั Sin-Itiro Tomonaga IBM Q เทคโนโลยีควอนตมั 2.0 กาํ ลังใกลเ้ ขา้ มา... เสนอทฤษฎคี วอนตมั อเิ ลก็ โทรไดนามกิ ส (quantum electrodynamics, QED) 2009 2019 โดยทัง้ สามไดรางวัลโนเบลสาขาฟส ิกส รว มกนั ในป ค.ศ. 1965 รว มกนั วจิ ยั และสราง คอมพิวเตอรค วอนตัม IBM Q BB84 E91 1984 1991 เปดตัวเครอ่ื งคอมพวิ เตอร ควอนตัมสาํ หรับเชงิ พาณชิ ย Charles Bennett Artur Ekert เปนคร้งั แรก และ Gilles Brassard เสนอโปรโตคอลการทาํ QKD 33 เสนอโปรโตคอลการทํา QKD โดยใชส ภาวะพวั พันทางควอนตมั 32 เปนคร้ังแรกซ่ึงรูจักกันในชื่อ BB84 ของโฟตอนซงึ่ รูจกั กันในช่อื E91
The mean king's problem วนั หนง่ึ มเี รอื ของนกั ฟส กิ สช อ่ื \"อลซิ \" เกดิ อบุ ตั เิ หตแุ ละไปเกยตนื้ อยบู นเกาะ แหง นน้ั ทหารจงึ จบั ตวั อลซิ ไปเขา เฝา พระราชา.. เมอื่ พระราชาทาํ การสอบสวนจน (ปญ หากวนใจราชาผูใจรา ย) รูวาอลซิ เปน นกั ฟส กิ ส ดว ยความทพี่ ระองคไ มป ลมื้ นกั ฟส กิ สอ ยแู ลว จงึ ไดห าขอ อา ง ทจ่ี ะสงั่ ลงฑณั ฑอ ลซิ โดยจาํ ลองสถานการณแ ละตงั้ ปญ หาทางฟส กิ สท ยี่ งั ไมม ผี ใู ดเคย ณ ดินแดนอันไกลโพน มีเกาะแหงหน่ึงท่ีปกครองโดยพระราชาผูทรง แกไ ดใ หอ ลซิ ทาํ การทดลองและแกปญหา โปรดปรานและรักแมวมาก.. พระองคเคยไดยินเรื่องราวของนักควอนตัมฟสิกส ปญหาทั้งหมดน้นั เกี่ยวกบั การเดาสถานะของอนุภาคควอนตมั อลซิ จะ ทช่ี อ่ื วา \"ชเรอดงิ เงอร\" ผซู ง่ึ นาํ แมวมาใชใ นการทดลอง จงึ เกดิ ความรสู กึ ไมป ลื้ม ตอ งทาํ การทดลองเพอ่ื เดาคาํ ตอบใหถ กู ตอ งทกุ ครง้ั ซง่ึ โอกาสทจ่ี ะเดาถกู มี 50% นักฟส กิ สอ ยูในใจลึกๆ ในขณะทอี่ กี 50% เปน โอกาสทอ่ี ลซิ จะเดาผดิ และจะถกู ประหารชวี ติ ทนั ที อลซิ นาํ แนวคดิ สภาวะพวั พนั ทางควอนตมั มาใชแ กป ญ หา ซงึ่ ชว ยใหอ ลซิ เดาคาํ ตอบไดถ กู ณ ตอ งทุกคร้ัง นิทานเร่ืองนี้มาจากการทดลองทางความคิดท่ีนําเสนอโดย Lev Vaidman ในป ค.ศ. 1987† ซึ่งตอมาแนวคิดนี้ถูกนําไปตอยอดในการสราง โปรโตคอล QKD‡ สําหรบั การส่อื สารเชิงควอนตมั เอกสารอางองิ † L. Vaidman, Y. Aharonov, and D.Z. Albert, \"How to ascertain the values of σx, σy, and σz of a spin-1/2 particle\", Physical Review Letters, 58 (14), p.1385 (1987). ‡ J. Bub, \"Secure key distribution via pre-and postselected quantum states\", Physical Review A, 63 (3), p.032309 (2001). 34 35
เอกสารอ้างองิ (สืบค้นเมื่อเดือนมีนาคม 2562) นายปฐม สวรรคป ญ ญาเลศิ บรรณาธิการอาํ นวยการ รองปลดั กระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี A. Acín et al., \"The quantum technologies roadmap: a European community view\", New Journal of Physics, 20 (8), p. 080201 (2018). กองบรรณาธกิ ารบรหิ ารชุดหนังสือวิทยาศาสตรเ์ พ่ือประชาชน C. H. Bennett and G. Brassard, \"Quantum cryptography: Public key distribution and Science & Technology Book Series coin tossing\", Proceedings of IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing, Vol. 175, p. 8, New York (1984). นางกรรณกิ าร เฉนิ องคก ารพพิ ธิ ภณั ฑว ทิ ยาศาสตรแ หง ชาติ J. Bub, \"Secure key distribution via pre-and postselected quantum states\", Physical นางกลุ ประภา นาวานเุ คราะห สาํ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ชาติ Review A, 63 (3), p. 032309 (2001). ดร.นาํ ชยั ชวี ววิ รรธน สาํ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ชาติ J. P. Dowling, and G. J. Milburn, \"Quantum technology: the second quantum revolution\", นายจมุ พล เหมะครี นิ ทร สาํ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ชาติ Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical นายประสทิ ธ์ิ บบุ ผาวรรณา สถาบนั มาตรวทิ ยาแหง ชาติ and Engineering Sciences 361, no 1809, p. 1655–1674 (2003). นางสาวยพุ นิ พมุ ไม สถาบนั วจิ ยั วทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ประเทศไทย A. K. Ekert, \"Quantum cryptography based on Bell’s theorem\", Physical Review ดร.สภุ รา กมลพฒั นะ องคก ารพพิ ธิ ภณั ฑว ทิ ยาศาสตรแ หง ชาติ Letters, 67 (6), p. 661 (1991). ดร.วจิ ติ รา สรุ ยิ กลุ ณ อยธุ ยา องคก ารพพิ ธิ ภณั ฑว ทิ ยาศาสตรแ หง ชาติ N. Gisin, and R. Thew, \"Quantum communication\", Nature Photonics, 1, pp. 165–171 (2007). นายปฐม สวรรคป ญ ญาเลศิ คณะทํางาน R. P. Feynman, \"Simulating physics with computers\", International Journal of Theoretical นางสาวภทั รยิ า ไชยมณี Physics, 21 (6–7), pp. 467–488 (1982). นางจนิ ตนา บญุ เสนอ รองปลดั กระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี L. Vaidman, Y. Aharonov, and D.Z. Albert, \"How to ascertain the values of σx, σy, นางสาวอจั ฉราพร บญุ ญพนชิ สาํ นกั งานปลดั กระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี and σz of a spin-1/2 particle\", Physical Review Letters, 58 (14), p. 1385 (1987). นางวลยั พร รม รน่ื สาํ นกั งานปลดั กระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี D-Wave's Quantum Computing, //www.dwavesys.com/ นางสาวนชุ จรยี สจั จา สาํ นกั งานปลดั กระทรวงวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี Google's Quantum AI, //ai.google/research/teams/applied-science/quantum-ai/ นางสาวยพุ นิ พมุ ไม กรมวทิ ยาศาสตรบ รกิ าร IBM 's Quantum Computing, //www.research.ibm.com/ibm-q/ นางสาววรรณรตั น วฒุ สิ าร สาํ นกั งานปรมาณเู พอ่ื สนั ติ Microsoft's Quantum Computing, //www.microsoft.com/en-us/quantum/ นางทศั นา นาคสมบรู ณ สถาบนั วจิ ยั วทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ประเทศไทย Quantum key distribution, //en.wikipedia.org/wiki/Quantum_key_distribution นางชลภสั ส มสี มวฒั น สถาบนั วจิ ยั วทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ประเทศไทย นางกลุ ประภา นาวานเุ คราะห องคก ารพพิ ธิ ภณั ฑว ทิ ยาศาสตรแ หง ชาติ 36 นางจฬุ ารตั น นมิ่ นวล องคก ารพพิ ธิ ภณั ฑว ทิ ยาศาสตรแ หง ชาติ นายประสทิ ธ์ิ บบุ ผาวรรณา สาํ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ชาติ นางสาววรรณพร เจรญิ รตั น สาํ นกั งานพฒั นาวทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยแี หง ชาติ นายสรทศั น หลวงจอก สถาบนั มาตรวทิ ยาแหง ชาติ นายจกั รี พรหมบรสิ ทุ ธ์ิ สาํ นกั งานคณะกรรมการนโยบายวทิ ยาศาสตรเ ทคโนโลยแี ละนวตั กรรมแหง ชาติ นางสาวปณธิ า รน่ื บนั เทงิ สาํ นกั งานพฒั นาเทคโนโลยอี วกาศและภมู สิ ารสนเทศ (องคก ารมหาชน) นางสาวศศพิ นั ธุ ไตรทาน สาํ นกั งานพฒั นาเทคโนโลยอี วกาศและภมู สิ ารสนเทศ (องคก ารมหาชน) นายนเรศ เขง เงนิ สถาบนั เทคโนโลยนี วิ เคลยี รแ หง ชาติ (องคก ารมหาชน) นายศภุ ฤกษ คฤหานนท สถาบนั วจิ ยั แสงซนิ โครตรอน (องคก ารมหาชน) นายกฤษกร รอดชา งเผอ่ื น สถาบนั สารสนเทศทรพั ยากรนาํ้ และการเกษตร (องคก ารมหาชน) นางสาวศรนิ ภสั ร ลลี าเสาวภาคย สถาบนั วจิ ยั ดาราศาสตรแ หง ชาติ (องคก ารมหาชน) สาํ นกั งานนวตั กรรมแหง ชาติ (องคก ารมหาชน) ศนู ยค วามเปน เลศิ ดา นชวี วทิ ยาศาสตร (องคก ารมหาชน)
ควอนตัมคอมพิวติง (quantum computing) คืออะไร
หากจะอธิบายในรูปแบบที่ทำให้เข้าใจง่ายที่สุดนั้น Quantum Computing จะเป็นการกล่าวถึงเครื่องจักรที่ทรงพลังที่สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลได้ในเวลาอันรวดเร็ว เนื่องจากการพึ่งพาทฤษฎีทางกลศาสตร์ควอนตัม (Quantum Mechanics) ในแบบที่พวกเขาสร้างขึ้น
ควอนตัมคอมพิวเตอร์ เร็วแค่ไหน
ทีมของผาน เจี้ยนเว่ย ยังได้ประกาศว่า Jiuzhang 2 ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมอีกเครื่องหนึ่งที่ใช้แสง มีขอบเขตการใช้งานที่แคบกว่า แต่สามารถทำความเร็วได้ถึง 100 sextillion ( 1 ตามด้วยศูนย์ 23 ตัว) เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ใหญ่ที่สุด
การประมวลผลแบบควอนตัม (quantum computing) ทําประโยชน์อะไรให้กับเราได้บ้าง
ข้อดีของการประมวลผลแบบควอนตัมคืออะไร ในปัจจุบัน ไม่มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมใดสามารถทำงานได้เร็วกว่า ถูกกว่า หรือมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป ข้อได้เปรียบของควอนตัมคือเกณฑ์ที่เราได้สร้างระบบควอนตัมที่สามารถทำงานได้ ซึ่งคอมพิวเตอร์ทั่วไปที่ดีที่สุดไม่สามารถจำลองได้ในเวลาที่เหมาะสมใดๆ
ควอนตัมทำอะไรได้บ้าง
สามารถประยุกต์ใช้เพื่อแก้ปัญหาได้ เช่น เครื่องควอนตัมคอมพิวเตอร์ใช้ทำนายผลกระทบของสารเคมีต่อปัญหาโลกร้อนได้รวดเร็วและแม่นยำขึ้น เกิดการวางแผนการใช้สารเคมี หรือทรัพยากรต่างๆ ได้ตรงเป้าหมายและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น เทคโนโลยีการคำนวณหรือการจำลองเชิงควอนตัมยังช่วยปรับปรุงการทำปุ๋ยให้ประหยัดพลังงาน ลดของเสียและมลพิษต่อ ...