ท่ามกลางวิกฤตการณ์ด้านสิ่งแวดล้อมและพลังงานที่โลกกำลังเผชิญ ซึ่งปัญหาจำนวนมากมีความซับซ้อนเกินกว่าที่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมจะหาคำตอบได้ IBM ได้ประกาศความพร้อมของ “ควอนตัมคอมพิวเตอร์” ที่จะทำงานร่วมกับปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในฐานะกุญแจดอกสำคัญที่จะเข้ามาปลดล็อกแนวทางการสร้างโลกที่ยั่งยืนให้กลายเป็นจริง ไม่ใช่ในฐานะเทคโนโลยีแห่งอนาคตอีกต่อไป แต่เป็นเครื่องมือที่พร้อมใช้งานแล้วในวันนี้
บนเวทีสัมมนา “The Story Thailand Forum 2025: Sustainability in the Age of AI” อโณทัย เวทยากร กรรมการผู้จัดการใหญ่ บริษัท ไอเบีเอ็ม ประเทศไทย จำกัด ได้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกในหัวข้อ “Quantum Innovation for Greener and Sustainable World” พาทุกคนเดินทางเข้าสู่โลกของควอนตัมที่ไม่ได้มาเพื่อทดแทนเทคโนโลยีเดิม แต่จะเข้ามาเติมเต็มและทำงานร่วมกับ AI เพื่อปลดล็อกศักยภาพที่เหนือจินตนาการ
เบื้องหลังโคมไฟระย้า: วิศวกรรมสุดขั้วสู่การใช้งานจริง
อโณทัยเริ่มต้นด้วยการฉายภาพควอนตัมคอมพิวเตอร์จาก IBM ที่มีรูปลักษณ์ภายนอกสวยงามดุจ “โคมไฟระย้า” (Chandelier) สีทองอร่าม แต่เบื้องหลังความงามนั้นคือเทคโนโลยีวิศวกรรมขั้นสูงสุดที่ต้องทำงานในสภาวะสุดขั้ว ณ อุณหภูมิเยือกแข็ง -273 องศาเซลเซียส (หรือ 0 องศาเคลวิน) เพื่อควบคุมและรักษาเสถียรภาพของการประมวลผลในระดับอะตอม เบื้องหลังทางวิศวกรรมจะซับซ้อนคือศักยภาพและกรณีการใช้งาน (Use Case) ที่เทคโนโลยีนี้จะเข้ามาเปลี่ยนแปลงโลก
การเดินทาง 40 ปี สู่ระบบนิเวศควอนตัมที่แข็งแกร่ง
แม้ IBM จะเป็นผู้นำด้านการวิจัยควอนตัมมากว่า 40 ปี แต่ช่วงทศวรรษที่ผ่านมาคือการพัฒนาแบบก้าวกระโดดที่ขับเคลื่อนด้วย “Engineering Approach” และวัฒนธรรมการทดลองที่รวดเร็วอย่าง “Seventeen-day cycle” จุดเปลี่ยนสำคัญเกิดขึ้นในปี 2016 เมื่อ IBM นำควอนตัมคอมพิวเตอร์ขึ้นสู่ระบบคลาวด์เป็นครั้งแรก เปิดโอกาสให้ทุกคนเข้าถึง “Quantum Experience” ได้ ตามมาด้วยการเปิดตัวชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ Qiskit และก่อตั้ง IBM Quantum Network ในปี 2017
การเปิดกว้างนี้ได้สร้างระบบนิเวศ (Ecosystem) ที่แข็งแกร่งและเร่งสปีดการพัฒนาอย่างมหาศาล ปัจจุบันมีเครื่องควอนตัมคอมพิวเตอร์ของ IBM ติดตั้งแล้ว 80 เครื่องทั่วโลก มีชุมชนผู้ใช้งานและนักวิจัยกว่า 600,000 คน จาก 275 องค์กรพันธมิตร และมีผู้เข้ามาเรียนรู้ผ่านแพลตฟอร์มถึง 10 ล้านคน สร้างให้เกิดธุรกรรมการวิจัยบนระบบกว่า 3 ล้านล้านรายการ
พลังของ ‘คิวบิต’ สู่ยุค ‘Quantum Utility’
พลังของหน่วยประมวลผลควอนตัมที่เรียกว่า “คิวบิต” (Qubit) นั้นเติบโตอย่างก้าวกระโดดในรูปแบบทวีคูณ (Exponential) โดย 30 คิวบิตมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กรุ่นท็อป และเมื่อเพิ่มเป็น 49 คิวบิต ก็มีพลังเทียบเท่ากับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกอย่าง Frontier ได้แล้ว
ต่อมาในปี 2022 IBM ได้ทลายกำแพงครั้งสำคัญด้วยการเปิดตัวชิป IBM Quantum Eagle ขนาด 127 คิวบิต ซึ่งมีพลังคำนวณสูงกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Frontier ถึง 10 ล้านล้านเท่า ความสำเร็จอันน่าทึ่งนี้ได้ผลักดันให้วงการควอนตัมเข้าสู่ยุค “Quantum Utility”
ในปี 2023 ซึ่งเป็นจุดที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและมีประโยชน์เกินกว่าที่คอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมจะสามารถจำลองได้ แม้จะใช้วิธีที่ต้องใช้ทรัพยากรมหาศาลก็ตาม ความสำเร็จครั้งประวัติศาสตร์นี้ได้รับการยอมรับในระดับสากลและถูกตีพิมพ์ขึ้นปกวารสารวิทยาศาสตร์ชั้นนำอย่าง Nature
สถาปัตยกรรมแห่งอนาคต: เมื่อควอนตัมผสานพลังกับ AI
สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์แห่งอนาคตจะไม่ได้มาในรูปแบบของการแทนที่เทคโนโลยีเดิม แต่เป็นการผสานพลังระหว่างควอนตัมคอมพิวเตอร์เข้ากับคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกและ AI ในสถาปัตยกรรมแบบไฮบริดที่เรียกว่า “Quantum-Centric Supercomputing (QCSC)” แนวคิดนี้เป็นการนำ “ที่สุดของสองโลก” มาทำงานร่วมกัน โดยให้ AI และคอมพิวเตอร์คลาสสิกซึ่งเก่งในการแก้ปัญหาแบบ Deterministic ทำหน้าที่วิเคราะห์ข้อมูลที่มีอยู่แล้ว ในขณะที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์ซึ่งเชี่ยวชาญการแก้ปัญหาแบบ Probabilistic จะเข้ามาคำนวณความน่าจะเป็นสำหรับปัญหาที่ซับซ้อนเกินกว่าจะมีข้อมูลรองรับ
แนวคิดนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วผ่านการทดลองจริงที่เชื่อมต่อควอนตัมคอมพิวเตอร์ของ IBM ในนิวยอร์กเข้ากับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ “ฟูกากุ” (Fugaku) ในประเทศญี่ปุ่น เพื่อแก้ปัญหาที่ท้าทายอย่างยิ่ง นั่นคือการคำนวณ “พลังงานสถานะพื้น” (Ground-state Energy) ของโมเลกุล [2Fe-2S] และ [4Fe-4S]
โดยพลังงานสถานะพื้นคือระดับพลังงานที่ต่ำและเสถียรที่สุดของโมเลกุล ซึ่งเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีและความสามารถในการทำปฏิกิริยาทั้งหมด ส่วนโมเลกุล [2Fe-2S] และ [4Fe-4S] นั้นคือคลัสเตอร์ของธาตุเหล็กและกำมะถันที่สำคัญอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิต ทำหน้าที่เป็นสวิตช์ขนาดจิ๋วในกระบวนการสร้างพลังงานระดับเซลล์ แต่ด้วยโครงสร้างของอิเล็กตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนตามหลักควอนตัม ทำให้การหาค่าพลังงานที่เสถียรที่สุดของมันมีความเป็นไปได้มหาศาลเกินกว่าที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์จะคำนวณได้ไหว
ผลลัพธ์จากการทดลองนี้จึงน่าทึ่ง เพราะสถาปัตยกรรมแบบผสมผสานสามารถให้ค่าพลังงานที่แม่นยำสูงกว่าการใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพียงลำพังอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งไม่เพียงแต่พิสูจน์ศักยภาพของ QCSC แต่ยังเป็นการไขปัญหาสำคัญทางวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่เคยติดขัดมานานอีกด้วย
ภารกิจเพื่อโลกยั่งยืน: จากแบตเตอรี่สู่การดักจับคาร์บอน
ควอนตัมคอมพิวเตอร์กำลังถูกนำมาใช้เพื่อแก้ไขปัญหาวิกฤตของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านความยั่งยืน โดยอาศัยศักยภาพหลัก 3 ประการ ได้แก่ การจำลองธรรมชาติ คณิตศาสตร์ขั้นสูง และการหาค่าที่เหมาะสมที่สุด เทคโนโลยีนี้ได้สร้างผลกระทบที่เป็นรูปธรรมแล้วในหลากหลายอุตสาหกรรม สำหรับด้านพลังงานและวัสดุศาสตร์ มีการร่วมมือกับ Daimler เพื่อพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียม-ซัลเฟอร์ และร่วมกับ ExxonMobil ในการค้นหาสารเร่งปฏิกิริยาสำหรับวัสดุใหม่ที่ยั่งยืน ซึ่งช่วยลดระยะเวลาการค้นคว้าจากหลายสิบปีให้เหลือเพียงไม่กี่เดือน ในขณะที่วงการการแพทย์ก็ได้ร่วมมือกับ Moderna พัฒนาอนุภาคนาโนไขมัน (Lipid Nanoparticles) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของวัคซีน mRNA
นอกจากนี้ ควอนตัมคอมพิวเตอร์ยังมีบทบาทสำคัญในการรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยเข้ามาช่วยแก้ปัญหาการดักจับคาร์บอน ซึ่งปัจจุบันมีปริมาณมหาศาลถึง 9 พันล้านตันต่อปี ด้วยความสามารถในการจำลองปฏิกิริยาระหว่างสารเคมีกับคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับโมเลกุล จะช่วยให้สามารถค้นพบกระบวนการดักจับคาร์บอนที่มีประสิทธิภาพสูงและมีต้นทุนต่ำลงได้
ก้าวต่อไป: สู่ยุค ‘Fault Tolerance’ และพลังระดับควินเดซิลเลียน
IBM ตั้งเป้าหมายว่าจะก้าวไปให้ถึงยุค “Fault Tolerance” ซึ่งเป็นสถานะที่ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้โดยสมบูรณ์และปราศจากข้อผิดพลาด (Error-free) ให้สำเร็จภายในปี 2029 ภายใต้โครงการ “Quantum Starling” ซึ่งเป็นการสร้างระบบควอนตัมขนาดยักษ์ที่จะมีประสิทธิภาพสูงกว่าปัจจุบันถึง 20,000 เท่า และมีพลังการคำนวณเทียบเท่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์จำนวน 10 ยกกำลัง 48 เครื่อง ซึ่งเป็นตัวเลขมหาศาลในระดับ “ควินเดซิลเลียน” (Quindecillion)
อโณทัยทิ้งท้ายว่า “ควอนตัมคอมพิวเตอร์ไม่ได้มาทดแทน แต่จะเข้ามาเติมเต็มคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม และเมื่อ AI กับควอนตัมมาเจอกัน มันจะสร้างผลลัพธ์ในรูปแบบที่เหนือจินตนาการ และช่วยปลดล็อกเรื่องราวอีกมากมายให้กับมนุษยชาติ โดยเฉพาะในด้านความยั่งยืนและพลังงานแห่งอนาคต
บทความอื่น ๆ
วิกฤติโลก-ไทยป่วยหนัก! ‘สมคิด จิรานันตรัตน์’ ชู AI พลิกเกมก่อนจม
ทางรอดธุรกิจไทยยุค AI: พ้นกับดัก ‘ผู้บริโภค’ สู่การใช้เป็น ‘ทรัพยากร’
