นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 256

ปีที่ 53 ฉบับที่ 256 กันยายน - ตุลาคม 2568 | 7 การพัวพันทางควอนตัม ที่มา: https://today.line.me/th/v3/article/aGjg5rG อิเล็กตรอน หรือ โฟตอน สามารถ อยู่ในหลายสถานะพร้อมกันได้ ที่มา https://today.line.me/th/v3/article/aGjg5rG การทำ �งานแบบขนานผ่าน Superposition ในโลกของฟิสิกส์คลาสสิก อนุภาคทุกชนิด เช่น อิเล็กตรอน วัตถุทั่วไป มีสถานะที่ชัดเจนในแต่ละเวลา เช่น อยู่ตรงนี้ หรืออยู่ตรงนั้น อยู่ในสถานะ 0 หรือ 1 เท่านั้น ไม่มีการ “อยู่สองที่พร้อมกัน” หรือ “อยู่สองสถานะในเวลาเดียวกัน” ได้เลย แต่ในโลกของฟิสิกส์ควอนตัม — ซึ่งเป็นฟิสิกส์ของสิ่งเล็กมากๆ ระดับอะตอมและอนุภาค — กฎเหล่านั้นไม่ได้ใช้อีกต่อไป หลักการ Superposition (สถานะซ้อนทับ) คือหนึ่งในหัวใจสำ �คัญของฟิสิกส์ควอนตัม มันหมายถึงว่า อนุภาคควอนตัม เช่น อิเล็กตรอน โฟตอน สามารถอยู่ในหลายสถานะพร้อมกันได้ จนกว่าจะมีการสังเกตหรือวัด เช่น ถ้าเราแทนสถานะของอนุภาคด้วย 0 และ 1 (แบบเดียวกับคอมพิวเตอร์) Qubit หนึ่งตัวสามารถอยู่ในสถานะ 0 และ 1 พร้อมกัน ได้ ประโยชน์ของควอนตัม กลศาสตร์ควอนตัมไม่ได้เป็นเพียงแค่ทฤษฎีทางฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังปูทางสู่การพัฒนาเทคโนโลยีล้ำ �ยุคอย่างควอนตัมคอมพิวเตอร์ ควอนตัมคอมพิวเตอร์มีศักยภาพที่จะนำ �มาซึ่งประโยชน์มหาศาลในหลายๆ ด้านที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถทำ �ได้ หรือทำ �ได้แต่ใช้เวลานานมากๆ ตัวอย่างประโยชน์หลักๆ ได้แก่ 1. ด้านอิเล็กทรอนิกส์ • ทรานซิสเตอร์ เป็นหัวใจของวงจรรวมในคอมพิวเตอร์ เกิดจาก การประยุกต์ฟิสิกส์ควอนตัม • เลเซอร์ ใช้ในอุปกรณ์มากมาย เช่น เครื่องอ่าน CD การแพทย์ และการสื่อสาร 2. ด้านการสื่อสาร • การเข้ารหัสควอนตัม ใช้หลักการพัวพันในการสร้างระบบสื่อสาร ที่ไม่สามารถดักฟังได้ • Quantum Key Distribution (QKD): เป็นการส่งกุญแจเข้ารหัส ที่ปลอดภัยโดยอาศัยพฤติกรรมของอนุภาคควอนตัม 3 ด้านการตรวจจับและวัดผล • ควอนตัมเซนเซอร์: ใช้วัดสนามแม่เหล็ก แรงโน้มถ่วง และเวลา อย่างแม่นยำ �มากกว่าอุปกรณ์ทั่วไปหลายเท่า ควอนตัมคอมพิวเตอร์คืออะไร ควอนตัมคอมพิวเตอร์ (Quantum Computer) คือ คอมพิวเตอร์ ชนิดใหม่ที่ใช้หลักการของฟิสิกส์ควอนตัมในการทำ �งาน ซึ่งแตกต่างจาก หลักการที่ใช้ประมวลผลของคอมพิวเตอร์ปัจจุบัน เป็นการใช้ฟิสิกส์ของ สารกึ่งตัวนำ � (Binary Digits หรือ Bits) ซึ่งมีค่าหรือสถานะได้แค่ 0 หรือ 1 เท่านั้น ในขณะที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ใช้ คิวบิต (Qubit หรือ Quantum Bitt) ซึ่งสามารถอยู่ในสถานะ 0 1 หรือ ทั้งสองสถานะ พร้อมกัน (จากหลัก ซูเปอร์โพสิชัน) และยังสามารถพัวพันกันเพื่อเพิ่มพลัง ในการประมวลผลอย่างมหาศาล อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีควอนตัมคอมพิวเตอร์ แก้ปัญหาได้จริง มันยังเป็นเพียงการทำ �นายเท่านั้น เพื่อให้เห็นภาพที่ ชัดเจนลองดูตารางเปรียบเทียบระหว่างคอมพิวเตอร์ทั่วไปกับควอนตัม คอมพิวเตอร์ ตารางเปรียบเทียบควอนตัมคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์ทั่วไป คุณสมบัติ หน่วยข้อมูล การประมวลผล จุดแข็ง กำ �ลังคำ �นวณ คอมพิวเตอร์ทั่วไป (Classical) บิต (Bit) มีสถานะได้แค่ 0 หรือ 1 ทำ �งานแบบลำ �ดับขั้น (Sequential) ทีละคำ �สั่ง เหมาะกับงานทั่วไปส่วนใหญ่ในปัจจุบัน เพิ่มขึ้นตามจำ �นวนทรานซิสเตอร์ (แนวเส้นตรง) ควอนตัมคอมพิวเตอร์ (Quantum) คิวบิต (Qubit) มีสถานะได้ทั้ง 0 และ 1 พร้อมกัน (ซูเปอร์โพสิชัน) ทำ �งานได้หลายอย่างแบบขนาน (Parallel) พร้อมกันหลายสถานะ เหมาะกับงานบางประเภทที่ท้าทายมาก เช่น ถอดรหัสข้อมูลหรือจำ �ลอง โมเลกุลขนาดใหญ่ที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปทำ �ได้ช้าหรือทำ �ไม่ได้ เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามจำ �นวนคิวบิต (การเพิ่มคิวบิตเพียง 1 ตัวทำ �ให้สถานะ เป็นไปได้เพิ่มขึ้นเท่าตัว)