Quantum Internet คืออะไร

Quantum Internet คืออะไร

Quantum Internet คืออะไร ความสำเร็จของนักวิจัยอาจเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในการพัฒนาอินเทอร์เน็ตเวอร์ชันใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านี้ มาแทนที่บิตที่เครื่อข่ายในปัจจุบันที่ใช้อยู่ ซึ่งสามารถแสดงค่าได้เพียว 0 หรือ 1 เท่านั้น

อินเทอร์เน็ตควอนตัมในอนาคตจะใช้ข้อมูลควอนตัม qubits ซึ่งสามารถรับค่าได้อย่างไม่จำกัดจำนวน ( qubits คือ หน่วยของข้อมูลสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งเหมือนกับบิตในคอมพิวเตอร์ทั่วไป ) นั่นจะทำให้อินเทอร์น็ตควอนตัมมีแบนด์วิดท์มากขึ้น ซึ่งจะทำให้สามารถเชื่อมต่อได้

คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประสิทธิภาพสูง และอุปกรณ์อื่น ๆ และการเรียกใช้แอปพลิเคชันขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถทำได้ด้วยอินเทอร์เน็ตที่เรามีอยู่ในขณะนี้ ซึ่งอินเทอร์เน็ตควอนตัมจะเป็นแพลตฟลอร์มของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ควอนตัม และเซ็นเซอร์แลกเปลี่ยนข้อมูลในรูปแบบใหม่ โดยพื้นฐานแล้ว การตรวจจับการสื่อสาร และการคำนวณ ทำงานร่วมกัน เป็นหน่วยงานเดียวกัน

โดย David Awschalom ศาสตราจารย์ด้านข้อมูล spintronics และควอนตัมใน Pritzker School of Molecular Engineering ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก และเป็นนักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ Argonne ซึ่งเป็นผู้นำโครงการควอนตัมลูป ได้อธิบายผ่านเมล เกี่ยวกับข้อสงสัย และเหตุผลที่ต้องพัฒนา Quantum Internet ดังนี้

Credit https://ufa6699.com

อ่านบทความน่าสนใจเพิ่มเติม

Quantum Internet คืออะไร

ทำไมถึงต้องพัฒนา Quantum Internet นี้ขึ้นมา และมันสามารถทำอะไรได้บ้าง ?

ก่อนอื่นจะขออธิบายถึง Quantum Internet ก่อนว่า สำหรับผู้ที่เริ่ม หรือที่ได้พัฒนาควอนตัมอินเตอร์เน็ตขึ้นมานี้ ไม่ได้พัฒนาเพื่อขึ้นมาแทนที่อินเตอร์เน็ตที่เราใช้อยู่ทุกวันนี้ แต่มันจะเป็นตัวช่วยเสริม ซึ่งมันสามารถดูแลปัญหาบางอย่างที่จะเข้ามารบกวนอินเทอร์เน็ตในปัจจุบันได้

ตัวอย่าง เช่น อินเทอร์เน็ตควอนตัมจะให้การป้องกันที่ดีกว่ามากจากแฮกเกอร์ และอาชญากรไซเบอร์ ซึ่งปกติแล้วการส่งข้อความทางอินเทอร์เน็ตที่ใช้อยู่ในปัจจุบันยังไม่ได้รับความปลอดภัยได้มากสักเท่าไหร่ ตัวอย่างเช่น ตอนนี้หากอลิซ ในนิวยอร์ก ส่งข้อความถึงบ็อบ ในแคลิฟอร์เนีย ทางอินเทอร์เน็ต ซึ่งข้อความนั้นก็จะสามารถเดินทางเป็นเส้นตรง จากต้นทางไปจนถึงปลายทาง

ซึ่งระหว่างทางของข้อความ สัญญาณที่ส่งข้อความจะลดลง และระบบอ่านสัญญาณจะขยายขึ้น และแก้ไขข้อผิดพลาดตามลำดับ แต่ด้วยกระบวนการนี้ แฮกเกอร์สามารถเจาะเข้า และดักฟังข้อมูลได้ ซึ่งเหตุการณ์ หรือปัญหาเหล่านี้จะไม่มีปัญหาเกิดขึ้น ถ้าหากมีการพัฒนาอินเทอร์เน็ตควอนตัมขึ้นมา เนื่องจากเครือข่ายควอนตัมใช้อนุภาคของโฟตอนแสง เพื่อส่งข้อความที่ไม่เสี่ยงต่อการโจมตีทางไซเบอร์

โดยนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอลามอส กล่าวว่า แทนที่จะเข้ารหัสข้อความที่ซับซ้อนด้านตัวเลข หันมาใช้กฎของฟิสิกส์ควอนตัม จะไม่ดีกว่าหรือ และด้วยข้อมูลควอนตัมนี้ คุณจะไม่สามารถคัดลอก หรือดัดแปลงข้อความ และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงข้อมูลได้เลย และนั่นเป็นการเปิดใช้งานการเข้ารหัสที่ปลอดภัยกว่าสิ่งที่มีอยู่ในปัจจุบันอย่างมากมาย

นอกจากนี้ความเป็นไปได้ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังมีโอกาสมีประสิทธิภาพสูง ทั่วโลกจะสามารถทำงานร่วมกัน และสร้างแบบจำลองที่ซับซ้อนขึ้นได้อย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งอาจจะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจถึงพฤติกรรมของโมเลกุล และโปรตีนได้ดีขึ้น เช่น การพัฒนา และทดสอบยาใหม่ ๆ

คำถาม และข้อสงสัยที่เกี่ยวกับ Quantum Internet

1. ควอนตัมอินเทอร์เน็ต คืออะไร ?

อินเทอร์เน็ตควอนตัม เป็นเครือข่ายที่ให้อุปกรณ์ควอนตัมแลกเปลี่ยนข้อมูลบางอย่าง ภายในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งตามทฤษฎีแล้วสิ่งนี้จะให้ความสามารถทางอินเทอร์เน็ตควอนตัมที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งไม่สามารถใช้กับแอปพลิเคชันในปัจจุบันได้

ในการทำงานของควอนตัม ข้อมูลนั้นสามารถเข้ารหัสในสถานะของ qubits ซึ่งสามารถสร้างขึ้นในอุปกรณ์ควอนตัม เช่น คอมพิวเตอร์ควอนตัม หรือตัวประมวลผลควอนตัม และอินเทอร์เน็ตควอนตัมนั่นเอง

ซึ่งกล่าวง่าย ๆ ว่าจะเกี่ยวกับการส่ง qubits ข้ามเครือข่ายของอุปกรณ์ควอนตัมหลายเครื่องที่แยกออกจากกัน สิ่งที่สำคัญที่เกิดขึ้นทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเนื่องจากลักษณะเฉพาะของสถานะควอนตัม โดยอาจฟังดูคล้ายกับอินเทอร์เน็ตมาตรฐานที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน แต่การส่ง qubits ไปรอบ ๆ ผ่านช่องทางควอนตัมแทนที่จะกลายเป็นผ่านช่องทางเดิม แต่ช่องทางควอนตัมนั้มจะมีประสิทธิภาพ ความเร็ม และความปลอดภัยมากกว่าเดิม

2. Quantum Internet จะเร็วแค่ไหน ?

อินเทอร์เน็ตควอนตัมจะสามารถส่งข้อมูลจำนวนมากในระยะทางไกลด้วยอัตราที่เร็วกว่าความเร็วแสง

3. Quantum Internet จะเกิดขึ้นจริงหรือไม่ ? มีความเป็นไปได้มากแค่ไหน ?

ในเดือนกุมภาพันธ์ 2020 นักวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Argonne ของกระทรวงพลังงาน สหรัฐอเมริกา และมหาวิทยาลัยซิคาโก ได้เปิดเผยว่า พวกเขาประสบความสำเร้จในการศึกษา และทบลองเกี่ยวกับควอนตัม และความสำเร็จของนักวิจัยได้เป็นขั้นตอนสำคัณในการพัฒนาอินเทอร์เน็ตเวอร์ชันใหม่ แต่อาจใช้เวลา 2-3 ศวรรษ หรือเป็นร้อยปี

4. ใครคือผู้นำคอมพิวเตอร์ควอนตัม ?

IBM เป็นหนึ่งในองค์กรยักษ์ใหญ่ที่สำคัญที่สุด ในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม แม้ว่ารัฐบาลจีนจะก้าวกระโดดอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน โดยการวิจัยผ่านห้องปฏิบัติการแห่งชาติจีน สำหรับวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัม

5. โปรเซสเซอร์ควอนตัมเร็วแค่ไหร ?

โดย Google ได้ประกาศว่ามีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เร็วกว่าคอมพิวเตอร์คลาสสิกแบบเดิมถึง 100 ล้านเท่า

6. ประเทศใดบ้างที่เป็นผู้นำด้านตอมพิวเตอร์ควอนตัม

จากข้อมูลของฟอร์บส์ การแข็งขันระหว่างสหรัฐฯ และจีนมีความความแนบแฟ้น หรือมั่นคง แต่อเมริกาได้ถือครองสิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมมากกว่า นอกจากนี้ Google ยังประสบความสำเร็จสูงสุดทางควอนตัมด้วยการแก้ปัญหาภายใน 200 วินาที ซึ่งจะใช้เวลาประมาณ 10,000 ปี สำหรับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกในปัจจุบัน

Quantum Internet คืออะไร

7. การควบคุม qubits คืออะไร

นักวิทยาศาตร์คอมพิวเตอร์ควบคุมอนุภาคที่ทำหน้าที่เป็น qubits ในคอมพิวเตอร์ควอนตัม โดยใช้อุปกรณ์ควบคุม ดังนี้

7.1) Ion traps โดยใช้แสง หรือสนามแม่เหล็ก (หรือทั้ง 2 อย่างรวมกัน) เพื่อดักจับไออน

7.2) Optical traps โดยแสงจะใช้คลื่นแสงเพื่อดักจับอนุภาค

7.3) Quantum dots ซึ่งทำจากวัสดุเซมิกคอนดักเตอร์ และใช้เพื่อบรรจุ และจัดการอิเล็กตรอน

7.4) Semiconductor impurities ประกอบด้วยอิเล็กตรอน โดยใช้อะตอม “ไม่ต้องการ” ที่พบในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์

7.5) Superconducting circuits ให้อิเล็กตรอนไหลโดยง่าย หรือแทบไม่มีความต้านทานที่อุณหภูมิต่ำมาก ๆ