Page 76 - วิศวกรรมสาร ปีที่ 75 ฉบับที่ 2 เมษายน - มิถุนายน 2565
P. 76
เทคโนโลยีควอนตัม Quantum Technology
2 ประเภท คือ (1) การใช้คุณสมบัติของ
โฟตอนเดี่ยว และ (2) การใช้คุณสมบัติการพัวพัน
ของโฟตอนคู่ ซึ่งแนวคิดทั้งสองอธิบายได้
โดยง่ายดังนี้ คือ โฟตอน (แสง) 1 ตัว ซึ่ง
ถือเป็นอนุภาคในเชิงควอนตัมและก็เป็น
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย และจะไม่สามารถ
แบ่งแยกได้อีก ท�าให้เราไม่สามารถตัววัด
สถานะเชิงควอนตัมของโฟตอนได้โดยไม่เกิด
การรบกวน ดังนั้นหากในระบบสื่อสาร ผู้ส่ง
(ที่มักจะให้ชื่อว่า Alice) ใช้โฟตอนเดี่ยวใน
การส่งข้อมูล 1 บิตใน 1 โฟตอน ก็จะท�าให้
รูปที่ 3 ภาพเปรียบเทียบ บิต (รูปซ้ายมือ) และ คิวบิต (รูปขวามือ) [3] โดยส�าหรับคิวบิตหนึ่ง ๆ ไม่มีใครที่สามารถดักจับข้อมูลระหว่างกลาง
นั้นจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ และก�าหนดได้จากมุม θ และ φ โดยที่ผู้รับ (ที่มักจะให้ชื่อว่า Bob) ไม่ทราบ
ส�าหรับการสื่อสารโดยใช้การพัวพันนั้นก็
แน่นอนว่า ในการค�านวณหนึ่ง ๆ เราจะต้องใช้มากกว่า 1 คิวบิต โดยการทับซ้อนและ จะอาศัยแหล่งก�าเนิดแสงที่ให้คู่โฟตอนที่
การพัวพันเชิงควอนตัม จะท�าให้เราสามารถสร้างคิวบิตที่พัวพันกันได้ ข้อดีหลัก ๆ ของการ พัวพันกัน จากนั้นก็จะใส่ข้อมูลลงไปและส่ง
ประมวลผลเชิงควอนตัม คือเราจะสามารถท�าการประมวลผลได้อย่างรวดเร็วในลักษณะขนาน ไปยังผู้รับ ซึ่งโฟตอนนี้ก็จะต้องไม่ถูกดักจับ
เพราะการใส่สถานะเชิงควอนตัมที่พัวพันกันนี้เข้าไปประมวลผลจะท�าในครั้งเดียว แทนที่จะ ระหว่างทางจึงจะได้รับข้อมูลที่ถูกต้อง ระบบนี้
ต้องท�าให้ข้อมูลเรียงเป็นล�าดับในรูปแบบการประมวลผลแบบดั้งเดิม ในซีพียูที่ใช้งานอยู่ทั่วไป จะท�าให้ผู้ส่งและผู้รับทราบถึงการมีอยู่ผู้ดักจับ
ในปัจจุบัน โฟตอน (ผู้ลักลอบรับข้อมูล) ภาพอย่างง่าย
การประยุกต์ใช้การค�านวณเชิงควอนตัมที่ถูกกล่าวถึงอย่างแพร่หลาย คือ การน�าไปถอดรหัส ของระบบการสื่อสารปลอดภัยสูงที่ใช้เทคโนโลยี
ข้อความที่มีการเข้ารหัสและส่งกันไปมาในระบบสื่อสารที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน เพราะว่า การค�านวณ ควอนตัมแสดงดังรูปที่ 4 โดยในระบบจริงเรา
เชิงควอนตัมนี้สามารถท�าให้การถอดรหัสท�าได้อย่างรวดเร็ว จากระดับเวลาที่มากกว่า 100 ปี จะมีช่องทางสื่อสารแยกกันระหว่างข้อมูล
ในการค�านวณด้วยคอมพิวเตอร์ดั้งเดิม เป็นระดับไม่ถึง 1 ชั่วโมง ส�าหรับควอนตัมคอมพิวเตอร์ เชิงควอนตัม (quantum channel) ซึ่งเป็น
ที่มีจ�านวนคิวบิตมากเพียงพอ ท�าให้การสื่อสารข้อมูลในโลกปัจจุบันถูกมองว่า ไม่ปลอดภัย ช่องทางสื่อสารข้อมูลแบบส่วนตัว และ ช่องทาง
สื่อสารข้อมูลแบบเปิด (public channel)
การสื่อสารปลอดภัยสูง
ในโลกปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์และวิศวกร
ด้านไฟฟ้าสื่อสารก็มิได้มองข้ามการมาถึงของ
ควอนตัมคอมพิวเตอร์ และได้มีการน�าเสนอ
แนวคิดการใช้ กลศาสตร์ควอนตัมในด้านการ
สื่อสาร ซึ่งจะท�าให้เกิดการสื่อสารที่ปลอดภัยสูง
โดยแนวคิดเบื้องต้นส�าหรับการใช้กลศาสตร์
ควอนตัมกับงานด้านการสื่อสารนี้แบ่งเป็น
76 วิศวกรรมสาร ปีที่ 75 ฉบับที่ 2 เมษายน-มิถุนายน 2565
