ในปัจจุบัน computer มีความเร็วสูงขึ้นเรื่อย ๆ ครับ อีกทั้งกำลังจะเปลี่ยนจาก computer 32 bits กลายเป็น computer 64 bits เราจะสังเกตเห็นว่า hardware จะก้าวหน้าไปก่อน ล้ำหน้าไปก่อน จากนั้น operating system และ application จะพัฒนาตามมาทีหลังเป็นลำดับ
ธุรกิจก็คือธุรกิจครับ เพราะในขณะที่ทิศทางของอุตสาหกรรม electronics และ computer กำลังบ่ายหน้าไปทาง computer 64 bits ไม่ว่าจะเป็นบริษัทผลิต CPU, บริษัทผลิต Input Output Device, บริษัทผลิต Storage, บริษัทผลิต Operating System และบริษัทผลิต Software Application ต่างก็ต้องปรับตัวไปตามนั้น
แต่ยังไงซักวัน computer ซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าเป็นตัวทำงาน ก็จะถึงทางตันครับ มันตันเพราะความเร็วของมัน ถึงแม้มันจะทำงานด้วยความเร็วแสง มันตันเพราะเราต้องเข้าใจว่า computer เป็นอุปกรณ์ electronic คงจะรู้กันว่า electronic มีความหมายว่าการประยุกต์ electron ใน atom ให้มันกระโดดดึ๋ง ๆ จาก atom นึงไปยังอีก atom นึง ซึ่งก็คือการเกิดสัญญาณไฟฟ้านั่นเอง
ทีนี้มันมีวิชานึงอ่ะครับ ที่แบบว่าน่าจะช่วยแก้ปัญหาเรื่องดังกล่าวของ computer ได้ ซึ่งมันคือวิชา quantum machanics ซึ่งเป็นวิชาซึ่งรวมเอากฎสองกฎเข้าไว้ด้วยกัน
โดยกฎแรกของคุณ Max Planck เขาบอกไว้นู่นแน่ะเมื่อปี ค.ศ. 1900 เท่ากับ พ.ศ. 2453 เขาบอกไว้ว่าแสงจะมาเป็นก้อนเล็ก ๆ เสมอ ไอ้แสงที่เราก็เรียนกันมาว่าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งนั่นแหล่ะ คนนี้เขาบอกว่ามันเป็นก้อนเล็ก ๆ เออ ก็เชื่อเค้าหน่อย เพราะนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกก็เชื่อเค้า
จากนั้นก็เกิดกฎที่สองขึ้นมาครับโดยคุณ Werner Heisenberg ในกลางทศวรรษ 1920 เท่ากับ พ.ศ. 2483 เขาเสนอหลักความไม่แน่นอนขึ้นมา โดยเขาก็อธิบายสมมติฐานของคุณ Max Planck แกว่าถ้าเรายิ่งพยายามวัดตำแหน่งของวัตถุให้ได้แม่นยำมากเท่าใด เราก็จะสามารถวัดความเร็วของวัตถุได้แม่นยำน้อยลงเท่านั้น และถ้าเรายิ่งพยายามวัดความเร็วของวัตถุได้แม่นยำมากเท่าใด เราก็จะสามารถวัดตำแหน่งของวัตถุได้แม่นยำน้อยลงเท่านั้น สลับกัน
แปลกดีนะผมว่า มีอย่างที่ไหน วัดอย่างนึงได้แม่น แต่กลับวัดอีกอย่างไม่ได้แม่น แต่ก็ช่างมัน มันเป็นปัญหาของนัก physics ก็ปล่อยเขาไป
ทีนี้เมื่อกฎสองกฎมารวมกัน ก็เลยเกิดเป็นศาสตร์ทาง quantum machanics ขึ้นมา และภายหลังนักวิทยาศาสตร์ก็เอาเจ้า quantum machanic ไปอธิบายไอ้โน่นไอ้นี่ในทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่สามารถแก้ปัญหาได้ตั้งมากมาย จนทำให้ผมรู้สึกว่า quantum machanic นี่มันเหมือนชาเขียวในยุคนี้เลยเน้อะ ที่อะไร ๆ ก็ใส่ชาเขียว ไม่ใส่แล้วเดี๋ยวจะหาไม่ร่วมกระแส เออ เอาเข้าไป
จุดที่น่าสนใจของ quantum machanics อยู่ตรงนี้ครับ อยู่ตรงที่มีการพูดถึง quantum teleportation ซึ่งหมายถึงการที่อนุภาคหนึ่งสามารถที่จะส่งสภาวะความเป็น quantum ของตนไปยังอีกอนุภาคหนึ่งที่อยู่ในตำแหน่งอื่นที่ใกล้หรือไกลออกไปแบบปุปปัป ทันทีทันใด ไร้เหตุผล โดยไม่มีกฎเกณฑ์ และเกินขีดจำกัดความเร็วสูงสุดที่พึงมี
ประดุจดั่งอนุภาคทั้งสองมันมีความสัมพันธ์กัน นึกรู้กันเองได้ว่าจะมีการส่งและรับความเป็น quantum แก่กันและกันโดยไม่ต้องมีสัญญาณบอกกล่าว แบบว่าโม้มาก ๆ แต่เขาก็พิสูจน์กันแล้วว่ามันเป็นจริง และสร้างความงงงวยกันเลยทีเดียว
ซึ่งการรับส่งของ quantum teleporation นั้นไม่ใช่การรับส่งพลังงานหรือสสาร แต่เป็นการรับส่งสารสนเทศของ quantum ให้แก่กันและกัน แล้วมันก็เข้าแป๊กพอดีสำหรับปัญหาของ computer ที่ใช้ electron เป็นอนุภาคสำหรับรับส่งสารสนเทศ
ด้วยช่องโอกาสเช่นนี้จึงทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดจะใช้ quantum teleporation เป็นกลไกในการรับส่งสารสนเทศแทนที่ electron โฮ่ โฮ่ ฉลาดกันจริง ๆ ผมก็ว่าดีนะเพราะถ้าด้วยความเร็วปานเทพเทวดาเช่นนั้น computer มันคงจะทำงานเร็วขึ้นอีกเป็นล้าน ๆ เท่าแน่ ๆ
เราคงจะยังไม่ได้มีโอกาสได้ใช้ quantum computer ในเร็ว ๆ นี้หรอกครับ เพราะปัจจุบัน quantum teleporation ยังอยู่ในขั้นวิจัยพัฒนาในห้องทดลองทางวิทยาศาสตร์ชั้นนำของโลกโน่นแน่ะ กว่ามันจะออกมาเป็นผลิตภัณฑ์ได้คงอีกนานอักโข
ซึ่งการทดลอง quantum teleporation และการสร้าง quantum computer มันเป็นปัญหาของนัก physic และวิศวกรที่จะต้องไปจัดการกัน ไม่เกี่ยวกับเรานักพัฒนา software
ทีนี้มาดูธุระของพวกเรานักพัฒนา software กันดีกว่าครับ คืองี้ครับ เนื่องจากว่ามีความคิดที่จะใช้กลไก quantum teleporation มาทำ quantum computer กันจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องมีการคิดถึงสถาปัตยกรรมของ quantum computer ขึ้นมา
พวกเราคงทราบกันว่าหน่วยพื้นฐานของ digital computer ในปัจจุบันคือ bit ถูกมั้ยครับ bit ที่ให้ค่าเราได้ตามสัญญาณไฟฟ้าทาง digital เป็น 1 กับ 0 เพียงเท่านั้น แล้วไอ้ 1 กับ 0 ก็ถูกเรียงกันเป็นชุด ๆ แล้วกลายเป็น machine code เพื่อสั่งให้ computer ทำงาน ถูกแมะ?
เขาก็คิดกันครับว่าถ้าออกแบบ quantum computer ได้ หน่วยพื้นฐานสุดของ quantum computer คงจะเป็น bit ที่มีค่าเพียง 1 หรือ 0 ไม่ได้แล้วล่ะ เพราะโดยพื้นฐานของ quantum ไม่มีสภาวะที่วัดได้แน่นอน ถูกแมะ เป๊ะ ๆ เลยตามทฤษฎี
จึงมีการคิดกันว่า หน่วยพื้นฐานสุดของ quantum computer ควรจะเป็น Qubit โดยเจ้า Qubit ที่ว่ามีค่าเป็นได้ทั้ง 1 หรือ 0 หรือเป็นได้ทั้งสองค่าพร้อม ๆ กัน โดยใช้หลักการคำนวณจาก quantum algorithm
โอ้แม่เจ้า มันมีเรื่องแบบนี้ด้วยเหรอเนี่ย ที่หน่วยพื้นฐานระดับ bit ซึ่งที่เราเรียนรู้กันมาว่ามันมีค่าได้แค่ 1 หรือ 0 เท่านั้น แต่มันกลับสามารถเป็นได้ทั้งสองค่าพร้อม ๆ กันใน quantum computer
จุดที่น่าสนใจสำหรับ Quantum Programming Language ก็คือมันถูกคิดขึ้นทั้ง ๆ ที่ quantum computer ยังไม่ได้ถูกสร้างเลยแฮะ เหมือนประวัติศาสตร์ซ้ำรอยครับ เหมือนตอนที่ Augusta Ada King, Countess of Lovelace หรือที่เรารู้จักกันในนามของ Lady Ada Augusta ซึ่งเป็นผู้คิดค้นภาษา program คนแรกของโลก ทั้ง ๆ ที่ตอนนั้นยังไม่มี computer ใช้กันเลย
ทีนี้เมื่อมีการคิดค้นภาษากันได้แล้ว คราวนี้ก็เป็นปัญหาล่ะว่าจะลองภาษาดังกล่าวได้ยังไงกันดีล่ะเนี่ย ก็เลยมีการคิดตัว quantum computer emulator ขึ้นมาเรียกว่า Quantum Virtual Machine หรือ QVM เพื่อใช้สำหรับจำลองการ run เจ้า Quantum Programming Language ให้เหมือนกับสภาพแวดล้อมบน quantum computer
ผมว่า quantum computer ดูเหมือนเรื่องไกลตัวนะ แต่อีกไม่นานหรอก มันจะจู่โจมเข้ามาในชีวิตประจำวันเราโดยไม่รู้ตัว เหมือนอาหาร GMO และเสื้อ Nano ที่ทุกวันนี้ขายกันเกลื่อนในท้องตลาดนั่นแหล่ะ
