รู้จักภาพรวมของเทคโนโลยี Quantum Computing จากการสัมภาษณ์พิเศษ ดร.ทามิยะ โอโนเดระ แห่งศูนย์วิจัยไอบีเอ็ม กรุงโตเกียว

ทีมงาน TechTalkThai มีโอกาสได้สัมภาษณ์กับดร.ทามิยะ โอโนเดระ รองผู้อำนวยการและหัวหน้า IBM Q ศูนย์วิจัยไอบีเอ็ม กรุงโตเกียว โดยการส่งคำถามต่างๆ ให้ทางดร.ทามิยะช่วยตอบเกี่ยวกับประเด็นต่างๆ ทางด้าน Quantum Computing โดยมีทางทีมงาน IBM Thailand ช่วยประสานงานให้ คำตอบของดร.ทามิยะถือว่าน่าสนใจไม่น้อยทีเดียว จึงขอนำเนื้อหามาแบ่งปันให้ผู้อ่านทุกท่านได้อ่านกันดังนี้ครับ

 

ดร.ทามิยะ โอโนเดระ รองผู้อำนวยการและหัวหน้า IBM Q ศูนย์วิจัยไอบีเอ็ม กรุงโตเกียว

 

ช่วยอธิบายความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับควอนตัมคอมพิวติ้ง

[ดร.ทามิยะ] ธรรมชาติ ซึ่งรวมถึงโมเลกุลต่างๆ อย่างคาเฟอีน ล้วนแต่เป็นไปตามกฎแห่งกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของฟิสิกส์ที่ศึกษาว่าโลกทางกายภาพทำงานอย่างไรในระดับพื้นฐานที่สุด ที่ระดับดังกล่าวอนุภาคจะมีลักษณะการทำงานที่ค่อนข้างแปลก โดยมีมากกว่าหนึ่งสภาวะในเวลาเดียวกัน และมีปฏิสัมพันธ์กับอนุภาคอื่นๆ ที่อยู่ไกลออกไปมาก โดยควอนตัมคอมพิวติ้งได้นำปรากฏการณ์ควอนตัมเหล่านี้มาใช้เพื่อให้สามารถประมวลผลข้อมูลรูปแบบใหม่ได้อย่างมีศักยภาพมากขึ้น

คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้คือคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก ที่ถือเป็นแรงขับเคลื่อนของโลกเรามาหลายสิบปี ตั้งแต่ด้านการดูแลสุขภาพไปจนถึงด้านการค้าขาย แต่ถึงกระนั้นก็ยังมีปัญหาบางอย่างที่คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกไม่มีวันแก้ไขได้ ลองนึกถึงโมเลกุลของคาเฟอีนในกาแฟหนึ่งแก้ว ไม่เชื่อก็ต้องเชื่อว่าเรื่องแค่นี้ซับซ้อนถึงขนาดที่ไม่มีคอมพิวเตอร์เครื่องไหนหรือไม่ว่าจะสร้างคอมพิวเตอร์ขึ้นมาใหม่อย่างไรก็ยังไม่สามารถจำลองโมเดลคาเฟอีนและทำความเข้าใจโครงสร้างอันละเอียดตลอดจนคุณสมบัติของคาเฟอีนได้อย่างสมบูรณ์ ความท้าทายประเภทนี้ล่ะคือสิ่งที่ควอนตันมีศักยภาพที่จะจัดการได้

คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเทคโนโลยีที่ทรงพลังอย่างเหลือเชื่อ สร้างขึ้นด้วยหลักการกลศาสตร์ควอนตัม โดยอาศัยกฎธรรมชาติที่ซับซ้อนและน่าอัศจรรย์ เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นตลอดเวลาแต่เรามักไม่ค่อยสังเกตเห็น การนำหลักพฤติกรรมธรรมชาติมาใช้ทำให้ควอนตัมคอมพิวติ้งสามารถรันอัลกอริธึมประเภทใหม่ๆ เพื่อประมวลผลข้อมูลได้อย่างครอบคลุมมากขึ้น วันหนึ่งเทคโนโลยีควอนตัมอาจนำไปสู่การค้นพบที่ปฏิวัติวงการในด้านวัสดุและการคิดค้นยา การเพิ่มประสิทธิภาพระบบอันซับซ้อนที่สร้างโดยมนุษย์ รวมถึงปัญญาประดิษฐ์

IBM Q ถือเป็นครั้งแรกของการริเริ่มสร้างระบบประมวลผลแบบควอนตัมที่ครอบคลุม และเปิดให้ใช้งานในด้านธุรกิจและวิทยาศาสตร์ในเชิงพาณิชย์ได้ นอกเหนือจากระบบขนาด 5 คิวบิตและ 16 คิวบิตที่มีให้ใช้ฟรีใน IBM Q Experience แล้ว IBM ยังมีโปรเซสเซอร์ควอนตัมขนาด 20 คิวบิตสำหรับกลุ่มธุรกิจ ซึ่งถือเป็นแกนหลักของระบบ IBM Q เชิงพาณิชย์รุ่นแรกๆ ที่เปิดให้ลูกค้าใช้อีกด้วย ในระบบรุ่นถัดไปยังจะมีการพัฒนาต้นแบบขนาด 50 คิวบิตสำหรับกลุ่มลูกค้าธุรกิจด้วย โดย IBM คาดหวังว่าระบบความร่วมมือเหล่านี้จะช่วยเปิดประตูสู่การค้นพบใหม่ๆ ต่อไป

 

Credit: IBM

 

เราจะนำควอนตัมคอมพิวติ้งไปใช้ในการประมวลผลข้อมูลได้อย่างไร

[ดร.ทามิยะ] ระบบควอนตัมอาจสามารถไขปัญหาความซับซ้อนของโมเลกุลและปฏิกิริยาทางเคมี ซึ่งอาจนำไปสู่การค้นพบตัวยาและวัสดุใหม่ๆ อีกทั้งยังอาจช่วยให้ระบบโลจิสติกส์และซัพพลายเชนมีประสิทธิภาพสูงขึ้น เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพให้กับการทำงานของกลุ่มยานพาหนะเพื่อการขนส่ง เป็นต้น ระบบควอนตัมอาจช่วยให้เราค้นพบวิธีการใหม่ในการจำลองรูปแบบข้อมูลทางการเงินและแยกปัจจัยความเสี่ยงที่สำคัญทั่วโลกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการลงทุน อีกทั้งยังอาจช่วยให้คุณประโยชน์ของปัญญาประดิษฐ์ เช่น แมชชีนเลิร์นนิ่ง มีประสิทธิภาพสูงขึ้น

 

ประเภทของหน่วยประมวลผลควอนตัม และแต่ละหมวดหมู่มีข้อดี/ข้อเสียอย่างไร

[ดร.ทามิยะ] คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกเข้ารหัสข้อมูลเป็นบิต แต่ละบิตอาจมีค่าเป็น 1 หรือ 0 โดยค่า 1 และ 0 เหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิด/ปิดที่ขับเคลื่อนการทำงานของคอมพิวเตอร์ ในทางกลับกัน คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะใช้คิวบิตซึ่งทำงานตามหลักสำคัญสองอย่างของควอนตัมฟิสิกส์ ซึ่งได้แก่ Superposition (การซ้อนทับ) และ Entanglement (การพัวพัน) Superposition หมายความว่าแต่ละคิวบิตอาจเป็นได้ทั้ง 1 และ 0 พร้อมกัน ขณะที่ Entanglement หมายความว่าคิวบิตใน Superposition สามารถมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน กล่าวคือสถานะของค่าหนึ่ง (ไม่ว่าจะเป็น 1 หรือ 0) อาจขึ้นอยู่กับสถานะของอีกค่าหนึ่ง จากการใช้หลักสองประการนี้เอง ทำให้คิวบิตสามารถทำหน้าที่สลับตำแหน่งได้ซับซ้อนมากขึ้น คอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงมีคุณลักษณะที่เอื้อให้สามารถแก้ไขปัญหาที่ยากลำบากซึ่งยากจะจัดการได้โดยใช้คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน

ไอบีเอ็มกำลังสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบ universal ที่ทนทานต่อความผิดพลาด คอมพิวเตอร์นี้จะใช้คิวบิตแบบ superconducting ในการใช้งานเพื่อสร้างประโยชน์ที่เหนือว่าการใช้เฉพาะคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกอย่างทุกวันนี้

 

ควอนตัมคอมพิวติ้งในปัจจุบันมีข้อจำกัดอย่างไร

[ดร.ทามิยะ] คอมพิวเตอร์ควอนตัมทั่วไปในปัจจุบันมีเพียงไม่กี่บิต ไม่ทนทานต่อความผิดพลาด และมีเวลาในการ coherence ที่สั้น (เวลาสำหรับการทำงานคำนวณแบบควอนตัม) แต่ตอนนี้มีงานวิจัยสำคัญที่กำลังศึกษาระบบต้นแบบเหล่านี้เพื่อหาคำตอบว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใหญ่ขึ้น เสถียรขึ้น และทรงพลังมากขึ้นจะทำอะไรได้บ้างในอนาคต

โปรเซสเซอร์เชิงพาณิชย์ขนาด 20 คิวบิตของ IBM Q มีเวลา coherence มากกว่าโปรเซสเซอร์รายอื่นๆ ในวงการ โดยมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 100 ไมโครวินาที และมีการทำงานควอนตัมที่เชื่อถือได้สูง นอกจากนี้ ไอบีเอ็มยังประสบความสำเร็จในการสร้างและวัดประสิทธิภาพการทำงานของโปรเซสเซอร์ต้นแบบ 50 คิวบิตโดยใช้เกณฑ์วัดที่ใกล้เคียงกัน ลูกค้า IBM Q Network ของไอบีเอ็มจะสามารถใช้โปรเซสเซอร์ใหม่นี้ในระบบ IBM Q รุ่นต่อไป

 

การนำควอนตัมคอมพิวติ้งมาใช้งานในวงการไอที ธุรกิจ ฯลฯ

[ดร.ทามิยะ] ในอีกห้าปีข้างหน้า ศักยภาพของควอนตัมคอมพิวติ้งจะไม่ได้จำกัดอยู่แค่ในห้องปฏิบัติการวิจัยอีกต่อไป นักพัฒนาและผู้ที่ทำงานในสาขาอาชีพใหม่ๆ จะใช้เทคโนโลยีคอมพิวติ้งแบบใหม่นี้ไปแก้ปัญหาที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นปัญหาที่แก้ไม่ได้

วงการเคมีและงานด้านการเพิ่มประสิทธิภาพต่างๆ จะเป็นกลุ่มแรกๆ ที่นำนวัตกรรมนี้ไปใช้ และก็ยังมีโอกาสเปิดกว้างที่น่าตื่นเต้นสำหรับการวิจัยเกี่ยวกับควอนตัมและปัญญาประดิษฐ์ ระบบ IBM Q รวมถึงผู้ที่กำลังทำงานร่วมกันใน IBM Q Network ตอนนี้ จะช่วยให้เราความสามารถทดสอบแนวคิดเกี่ยวกับควอนตัมและปัญญาประดิษฐ์ได้บนระบบจริง อีกทั้งยังมีทีมด้านทฤษฎีและอัลกอริธึมที่ดีที่สุดที่จะคอยช่วยสำรวจและแก้ปัญหาต่างๆ อีกด้วย

IBM Q Network ประกอบด้วยสมาชิกระดับโลก รวมไปถึงพันธมิตรและฮับต่างๆ ซึ่งมีทั้งบริษัทในกลุ่มบริษัท Fortune 500 สถาบันการศึกษาและวิจัย และธุรกิจสตาร์ทอัพต่างๆ เรากำลังพยายามช่วยให้ทุกฝ่าย “พร้อมสำหรับควอนตัม” เพื่อให้สามารถใช้ควอนตัมคอมพิวติ้งในทุกๆ ด้านตั้งแต่การศึกษาไปจนถึงการพัฒนาแอพพลิเคชันในธุรกิจและอุตสาหกรรม

ปัจจุบันพันธมิตรของ IBM Q Network ประกอบด้วย JPMC, Daimler, Samsung, JSR และมหาวิทยาลัย Minho ในโปรตุเกส ส่วนสมาชิกของเราประกอบด้วย Honda, Nagase, Barclays, Hitachi Metals และธุรกิจสตาร์ทอัพอีก 8 แห่ง ได้แก่ Zapata Computing, Strangeworks, QxBranch, Quantum Benchmark, QC Ware, Q-CTRL, Cambridge Quantum Computing (CQC) และ 1Qbit

ฮับ IBM Q ตั้งอยู่ที่ Oak Ridge National Lab ที่สหรัฐอเมริกา มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น มหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ธแคโรไลนา มหาวิทยาลัยบันเดสเวอร์-มิวนิก และมหาวิทยาลัยเคโอะที่ญี่ปุ่นซึ่งเป็นฮับแรกในเอเชีย เมื่อเดือนพฤษภาคม 2018 เคโอะได้ประกาศเปิดตัวสมาชิกใหม่สี่รายในฮับนี้ ได้แก่ JSR, มิตซูบิชิ ยูเอฟเจ ไฟแนนเชียล กรุ๊ป, มิซูโฮ ไฟแนนเชียล กรุ๊ป และมิตซูบิชิ เคมิคอล

 

Credit: IBM

 

ถ้าอยากเป็นนักวิทยาศาสตร์ควอนตัมคอมพิวติ้ง จะต้องเริ่มต้นอย่างไร

[ดร.ทามิยะ] IBM Q Experience เปิดโอกาสให้ทุกคนสามารถเชื่อมต่อกับโปรเซสเซอร์ควอนตัมของไอบีเอ็มผ่าน IBM Cloud โดยไม่มีค่าใช้จ่าย เพื่อรันอัลกอริธึมและการทดลองต่างๆ และร่วมกันสำรวจว่าควอนตัมคอมพิวติ้งมีศักยภาพที่จะทำอะไรได้บ้าง ทุกคนสามารถเข้าไปศึกษาคู่มือผู้ใช้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการของควอนตัม หรือจะเริ่มต้นด้วยการสร้างและรันอัลกอริธึมบนฮาร์ดแวร์ควอนตัมคอมพิวติ้งของจริงเลยก็ได้ โดยใช้ Quantum Composer และ Qiskit ซึ่งเป็นชุดเครื่องมือสำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์

ปัจจุบัน มีผู้ใช้กว่า 90,000 คนแล้วที่ทำการทดลองบน IBM Q Experience รวมแล้วเป็นจำนวนกว่า 5 ล้านรายการ และมีการเผยแพร่งานวิจัยกว่า 100 ฉบับจากการวิจัยพัฒนานี้

 

IBM มีโครงการส่งเสริมการศึกษาเกี่ยวกับควอนตัมคอมพิวติ้งอย่างไร

[ดร.ทามิยะ] ปัจจุบันมีมหาวิทยาลัย 1,500 แห่งที่บรรจุ IBM Q Experience เข้าไปในหลักสูตร นอกจากนี้ยังมี MOOC (หลักสูตรออนไลน์ที่เปิดสำหรับสาธารณะ) หลายแห่งใช้ IBM Q Experience รวมถึงหลักสูตร Quantum Computing ของ MIT

ภายในห้าปี ควอนตัมจะเป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในชั้นเรียนมหาวิทยาลัย ตั้งแต่หลักสูตรวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ไปจนถึงชั้นเรียนเคมีและธุรกิจ นักศึกษาจะเริ่มคุ้นเคยกับเทคโนโลยีนี้และเข้าสู่เส้นทางการทำงานที่มีรากฐานมาจากควอนตัมคอมพิวติ้ง ควอนตัมคอมพิวติ้งจะมีกลายเป็นส่วนหนึ่งของหลายหลักสูตร และการเรียนรู้เรื่องนี้จะกลายสิ่งจำเป็นก่อนเข้าเรียนหลักสูตรด้านวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ทั่วโลก

นอกจากนี้ ไอบีเอ็มยังได้พัฒนาแอพที่อธิบายเกี่ยวกับควอนตัมคอมพิวติ้งด้วยการใช้คำถามปริศนาอีกด้วย แอพนี้ชื่อว่า Hello Quantum ซึ่งมีให้ดาวน์โหลดได้สำหรับทั้ง iOS และ Android

ทั้งนี้ หากมหาวิทยาลัยของไทยสนใจนำ IBM Q Experience เข้าไปบรรจุในหลักสูตร สามารถติดต่อมาได้ที่ http://fb.me/IBMThailand

 

สุดท้ายนี้ทางทีมงาน TechTalkThai ก็ต้องขอขอบคุณทาง IBM Thailand ที่ให้โอกาสและช่วยประสานงานในครั้งนี้ด้วยนะครับ


About techtalkthai

ทีมงาน TechTalkThai เป็นกลุ่มบุคคลที่ทำงานในสาย Enterprise IT ที่มีความเชี่ยวชาญทางด้าน Network, Security, Server, Storage, Operating System และ Virtualization มารวมตัวกันเพื่ออัพเดตข่าวสารทางด้าน Enterprise IT ให้แก่ชาว IT ในไทยโดยเฉพาะ

Check Also

VMware PKS 1.3 ออกแล้ว รองรับ Microsoft Azure ได้, ทำงานกับ Kubernetes ได้ดีขึ้น

VMware Pivotal Container Service หรือ VMware PKS รุ่น 1.3 ได้ประกาศเปิดตัวออกมาแล้ว โดยรองรับการทำงานร่วมกับ Microsoft Azure ได้, เสริมความสามารถใหม่ๆ ในการทำงานร่วมกับ Kubernetes และยังมีการเพิ่มความสามารถใหม่ๆ ทางด้าน Security เพิ่มเติมอีกด้วย

Juniper เซ็นต์สัญญาจ้าง IBM ดูแลระบบ Cloud ของตนเอง ดีลมูลค่ากว่า 10,000 ล้านบาท

IBM Services และ Juniper Networks ได้เซ็นต์สัญญามูลค่า 325 ล้านเหรียญหรือราวๆ 10,400 ล้านบาท เพื่อให้ IBM ช่วยดูแลระบบ Hybrid Cloud ของ Juniper Networks ในการเปลี่ยนธุรกิจของ Juniper Networks ไปสู่การเป็น Cloud-First อย่างเต็มตัว