ในตอนที่แล้วเราได้ทำความรู้จักกับควอนตัมไปเบื้องต้นกันแล้ว วันนี้ สอวช. จะพาไปรู้จักควอนตัมให้มากขึ้นด้วยการแนะนำสาขาต่างๆ ของเทคโนโลยีควอนตัม รวมถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ในการพัฒนาประเทศ

4 สาขาของเทคโนโลยีควอนตัม ประกอบด้วย การคำนวณเชิงควอนตัม การจำลองเชิงควอนตัม การสื่อสารเชิงควอนตัม และมาตรวิทยาและการวัดเชิงควอนตัม

สำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมของประเทศไทย จะรวมสาขาการคำนวณและการจำลองเชิงควอนตัมไว้ด้วยกัน และเพิ่มการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีควอนตัมเข้ามาอีก 1 สาขา

ถ้าพร้อมแล้วเราไปดูรายละเอียดทั้ง 4 สาขาของประเทศไทยกัน ส่วนใครยังไม่รู้จักควอนตัม สามารถอ่านรายละเอียดบทความในตอนที่ 1 ทำความรู้จัก “ควอนตัม” เทคโนโลยีสุดล้ำกับผลกระทบที่มีต่อประเทศไทย ได้ที่ https://www.nxpo.or.th/th/8697/

1. การคำนวณและการจำลองเชิงควอนตัม (Quantum Computing and Simulation)

การคำนวณเชิงควอนตัมเน้นการสร้างอัลกอริทึมเพื่อการคำนวณที่รวดเร็ว รวมถึงฮาร์ดแวร์ เพื่อสร้างควอนตัมคอมพิวเตอร์โดยใช้หลักการทางควอนตัม ส่วนการจำลองเชิงควอนตัมเป็นระบบทางควอนตัมระบบหนึ่งเพื่อศึกษาระบบทางควอนตัมอีกระบบหนึ่ง ซึ่งทำให้เข้าใจระบบที่สนใจได้แม่นยำ รวดเร็ว และถูกต้องมากขึ้น ความสำเร็จในการสร้างเครื่องควอนตัมคอมพิวเตอร์จะเป็นก้าวสำคัญของเทคโนโลยีควอนตัม ซึ่งในปัจจุบันมีการแข่งขันกันสูงในหลายบริษัทชั้นนำ เช่น Google, Intel, IBM และ Microsoft 

2. การสื่อสารเชิงควอนตัม (Quantum Communication)

การสื่อสารเชิงควอนตัมคือการใช้หลักการทางควอนตัมในการสื่อสาร ประมวลข้อมูล และปกป้องความลับของข้อมูล ทำให้การสื่อสารมีความมั่นคงปลอดภัยสูง ครอบคลุมถึงการทำธุรกรรมออนไลน์และการทำธุรกรรมการเงินการธนาคารที่ต้องอาศัยการเข้ารหัส สำหรับประเทศไทยงานวิจัยทางด้านนี้มีน้อยมาก และขาดผู้เชี่ยวชาญ ในอนาคตคาดการณ์ว่าแต่ละประเทศจำเป็นต้องมีหน่วยงานสำหรับรับรองมาตรฐานอุปกรณ์การสื่อสารเชิงควอนตัม จึงจำเป็นต้องส่งเสริมงานวิจัยทางด้านนี้เพื่อความมั่นคงของประเทศ

3. มาตรวิทยาและการตรวจวัดเชิงควอนตัม (Quantum Metrology and Sensing)

มาตรวิทยาและการวัดเชิงควอนตัมคือการนำหลักการและสมบัติเชิงควอนตัมมาใช้ในการวัด เช่น การวัดเวลา การวัดความเข้มของสนามแม่เหล็ก การวัดวิเคราะห์เชิงการแพทย์ การวัดเชิงควอนตัมนี้จะให้ความถูกต้องและแม่นยำมากขึ้น ทำให้เป็นประโยชน์ต่อเทคโนโลยีต่างๆ เช่น เทคโนโลยีการสื่อสารรูปแบบ 5G และ 6G หรือการใช้งานโครงข่ายพิกัดความละเอียดสูงด้วยดาวเทียม (Global Navigation Satellite Systems: GNSS) ซึ่งต้องอาศัยความแม่นยำของนาฬิกาในการประมวลผลและสื่อสาร

4. การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีควอนตัมเพื่อการพัฒนาประเทศ (Application Quantum Technology for Prosperity of Thailand)

เทคโนโลยีควอนตัมจะมีผลกระทบอย่างมากต่อการพัฒนาเศรษฐกิจ สังคม และการใช้ชีวิตประจำวัน สามารถแบ่งการพัฒนาในด้านต่างๆ ได้ดังนี้

• การพัฒนาเชิงวัสดุ เช่น วัสดุเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง วัสดุแม่เหล็กความเข้มสูงสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือรถไฟฟ้าแม่เหล็ก
• การพัฒนาเครื่องมือวัด และกระบวนการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรโดยอาศัยองค์ความรู้ทางด้านควอนตัม เช่น การใช้หลักการ องค์ความรู้ หรือเครื่องมือทางควอนตัมเพื่อเพิ่มความแม่นยำในทางการเกษตร ใช้เทคโนโลยีควอนตัมในการดูแลสุขภาพสัตว์ หรือการปรับกระบวนการผลิตปุ๋ยที่ประหยัดพลังงาน
• การพัฒนาการตรวจวัดทางการแพทย์ เช่น การใช้หน่วยวัดเชิงควอนตัม ในการตรวจจับโรคมะเร็ง การคำนวณลำดับดีเอ็นเอ
• การสื่อสารที่ปลอดภัยและปกป้องข้อมูลส่วนตัวสูง รวมทั้งการสร้างนาฬิกาที่แม่นยำเหมาะสำหรับระบบโครงข่ายพิกัดความละเอียดสูงด้วยดาวเทียม (GNSS) เช่น GPS และการส่งรหัสลับผ่านดาวเทียม รวมทั้งการทำธุรกรรมผ่านอินเทอร์เน็ตที่ต้องการความเร็ว ความแม่นยำ และความปลอดภัยสูง
• การพัฒนาควอนตัมอัลกอริทึมสำหรับธุรกิจการเงินการธนาคาร เช่น การวิเคราะห์ความเสี่ยงในตลาดหุ้นและการลงทุน การจัดอันดับผู้กู้และโอกาสหนี้เสีย
• การแก้ปัญหาโลจิสติกส์ที่สำคัญสำหรับประเทศไทย ไม่ว่าจะเป็นการจราจร หรือการจัดการน้ำ
• การเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจหาทรัพยากรธรรมชาติ และแหล่งน้ำใต้ดิน หรือการเตือนภัยจากการเปลี่ยนแปลงใต้พิภพ เช่น การเตือนภัยแผ่นดินไหว
• การพัฒนาสูตรทางเคมีสำหรับผลิตยาที่ตอบสนองกับโรคสำคัญ โดยเฉพาะโรคในเขตร้อนที่สำคัญสำหรับประเทศไทย

ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าการเข้ามาของเทคโนโลยีควอนตัมนั้นจะช่วยสร้างทั้งโอกาสในการพัฒนาประเทศ และสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกอย่างหลากหลายให้กับประชากรไทยได้ ซึ่ง ดร.กาญจนา วานิชกร รองผู้อำนวยการสำนักงานสภานโยบายการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรมแห่งชาติ (สอวช.) ได้เคยเปิดเผยในวารสารประชาคมวิจัยและนวัตกรรมว่า เทคโนโลยีควอนตัม เป็นหนึ่งในแพลตฟอร์มที่ถูกกำหนดให้เป็นแผนงานสำคัญ (Flagship) และได้รับทุนสนับสนุนการวิจัย โดยปัจจุบันประเทศไทยมีบุคลากรที่เป็นนักวิจัยรุ่นใหม่ที่เรียนจบและทำวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมเกือบ 200 คน กระจายตัวอยู่ในมหาวิทยาลัยและสถาบันวิจัยทั่วประเทศ

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีควอนตัมยุคใหม่นี้ยังอยู่ในขั้นงานวิจัยของทุกประเทศ ทำให้เกิดการลงทุนอย่างมหาศาลเพื่อช่วงชิงโอกาสของการเป็นเจ้าของเทคโนโลยี โดยโจทย์สำคัญที่ต้องคิดให้รอบคอบคือ เราควรมีการลงทุนในการวิจัยและพัฒนา รวมถึงเตรียมคนของเราในด้านนี้อย่างไรเพื่อให้เรามีความพร้อมและมีความสามารถทัดเทียมนานาชาติ และอาจมีโอกาสเป็นเจ้าของเทคโนโลยีควอนตัมในบางสาขาในอนาคต

ขอบคุณข้อมูลจากแผนที่นำทางการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมของประเทศไทย พ.ศ.2563 – 2572