Quantum Technology

จากปรากฏการณ์ประหลาดสู่เทคโนโลยีพลิกโลก

นักวิทยาศาสตร์พบปรากฏการณ์ควอนตัมและสร้างทฤษฎีควอนตัมมาอธิบายตั้งแต่เกือบ 100 ปีแล้ว แต่การพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถควบคุมและใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ควอนตัมได้อย่างเต็มที่นั้นเป็นเรื่องยากในอดีต  แต่เมื่อเวลาผ่านไปความก้าวหน้าของเทคโนโลยีทำให้การศึกษาวิจัยเกี่ยวกับสสารและมีการพัฒนาอุปกรณ์ต่างๆ อย่างต่อเนื่อง จนถึงตอนนี้ จะเห็นว่าเทคโนโลยีควอนตัมกำลังเติบโตและล้ำหน้าไปอีกขั้น และเชื่อว่านวัตกรรมนี้จะพลิกโฉมโลกอนาคตภายใน 10-20 ปีข้างหน้า

ความหมายของควอนตัม

ควอนตัมคือปรากฏการณ์ทางธรรมชาติของอนุภาคในระดับเล็กจิ๋ว เช่น อะตอม อิเล็กตรอน โฟตอน ฯลฯ  

คำว่า “Quantum” หมายถึง การมีค่าเฉพาะบางค่าซึ่งจะส่งผลต่อพฤติกรรมหรือปรากฏการณ์ เช่น อะตอมมีระดับพลังงานได้แค่บางค่าจึงดูดกลืนพลังงานแสงได้เฉพาะบางความถี่เท่านั้น คุณสมบัติเช่นนี้สร้างความประหลาดใจให้นักวิทยาศาสตร์ที่เคยเข้าใจว่าธรรมชาติในระดับอะตอมมีค่าเป็นเท่าใดก็ได้เหมือนกับระบบขนาดใหญ่

ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวนี้เอง ทำให้ปรากฏการณ์ทางควอนตัมยังคงมีข้อสงสัยมากมายที่เหล่านักวิทยาศาสตร์ยังคงพยายามค้นหาคำตอบผ่านการศึกษาวิจัยมาอย่างยาวนาน ดั่งคำที่ Niels Bohr นักฟิสิกส์ผู้เสนอแบบจำลองอะตอมและมีส่วนร่วมในการพัฒนาทฤษฎีควอนตัม เคยกล่าวไว้ว่า “หากทฤษฎีควอนตัมไม่ทำให้คุณรู้สึกตกตะลึงก็แสดงว่าคุณยังไม่เข้าใจมัน”

ปรากฏการณ์ทางควอนตัมบางอย่าง

            Quantum Superposition ระบบควอนตัมมีสถานะทับซ้อนกันได้หลายสถานะจนกว่าจะถูกสังเกต เช่น หน่วยเก็บข้อมูลของควอนตัมคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า คิวบิต (qubit) จะมีค่าเป็น 0 และ 1 ได้ในเวลาเดียวกัน

Quantum Tunneling  อนุภาคทะลุผ่านสิ่งกีดขวางหนาทึบราวกับหายตัวได้ด้วยความน่าจะเป็นค่าหนึ่ง เช่น กระบวนการนิวเคลียร์บนดวงอาทิตย์ที่ช่วยสร้างพลังงานความร้อนออกมา

Quantum Entanglement อนุภาคสองตัวที่เกิดจากอนุภาคตั้งต้นตัวเดียวกันจะมีสถานะที่พัวพันกัน ถ้าสถานะของอนุภาคตัวหนึ่งเปลี่ยนแปลง จะส่งผลกระทบถึงสถานะของคู่อนุภาคทันที แม้จะอยู่ห่างไกลกันแค่ไหน เป็นปรากฏการณ์ที่ใช้ในดาวเทียมสื่อสารเชิงควอนตัมบางประเภท  

ผลกระทบเชิงบวก

·         ควอนตัมคอมพิวเตอร์ ช่วยพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ได้อย่างรวดเร็ว เช่น ยา วัสดุสังเคราะห์ วัสดุสำหรับพลังงาน ฯลฯ และมีประสิทธิภาพสูงยิ่งขึ้น

·         ควอนตัมอินเทอร์เน็ต ระบบการสื่อสารที่ไม่สามารถถูกเจาะหรือสอดแนมได้

·         เครื่องมือตรวจวัดเชิงควอนตัม มีความไว ละเอียดและแม่นยำสูง เช่น การตรวจวัดอวัยวะโดยมีผลกระทบต่อมนุษย์น้อยมากเมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆ ที่ใช้กันอยู่

ผลกระทบเชิงลบ

·         Y2Q Year to Quantum ถูกตั้งไว้ ณ วันที่ 14 เมษายน ค.ศ. 2030 โดยองค์กร Cloud Security Alliance เพื่อเตือนภัยความสำเร็จในการถอดรหัสข้อมูลในระบบเน็ตเวิร์กต่างๆ โดยควอนตัมคอมพิวเตอร์ ทำให้เกิดความไม่ปลอดภัยของข้อมูลทั่วโลก

·       ความเหลื่อมล้ำของประเทศที่มีศักยภาพครอบครองเทคโนโลยีควอนตัมที่ต้องลงทุนสูงกับประเทศที่ไม่สามารถพัฒนาหรือมีเทคโนโลยีควอนตัม

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

[1] https://www.depa.or.th/th/article-view/quantum-the-new-technology

[2] https://www.nxpo.or.th/th/8697/

[3] https://www.ibm.com/topics/quantum-computing

#DisruptiveTechnology

#QuantumTechnology #ควอนตัม

#CuriosityWINS

#ดินแดนแห่งการค้นพบความมหัศจรรย์ของวิทยาศาสตร์

#พิพิธภัณฑ์เทคโนโลยีสารสนเทศ #ITMuseumThailand

#องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ #อพวช #NSMThailand

Created by

กองวิชาการเทคโนโลยีและนวัตกรรม

สำนักวิชาการพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ