Quantum Computer

ควอนตัมคอมพิวเตอร์ 
แนวคิด ควอนตัมคอมพิวเตอร์  แบบย่อๆ      ควอนตัมคอมพิวเตอร์จะใช้หน่วยย่อยที่ต่างออกไปคือ "คิวบิต" (qubit) ซึ่งมีสถานะเป็น 1 และ 0 พร้อมกันได้ (ตามหลักของกลศาสตร์ควอนตัม) ทำให้วิธีการประมวลผลต่างออกไปจากคอมพิวเตอร์ปกติ และแก้ปัญหาที่คอมพิวเตอร์ปกติต้องใช้เวลานานมากในการประมวลผลได้เร็วขึ้นมาก

         ควอนตัมคอมพิวเตอร์ก่อกำเนิดขึ้นเมื่อ  20  ปีที่แล้ว  โดยนักฟิสิกส์ชื่อ นาย   พอล เบนเนียบ (Paul  Benioff)  ผู้ซึ่งคนทั่วไปให้เครดิตเป็นคนแรกที่คิดขึ้นมาในปี  1981   นายเบนเนียบเรียกแนวคิดของเขาว่า  ควอนตัมเทอริ่งแมสชีน (Quantum  turing  Machine)   ซึ่ง คำว่า เทอริ่งแมสชีน  มาจากรากฐานของคอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่

       เทอริ่งแมสชีน  เป็นเครื่องจักรที่พัฒนาขึ้นโดย นาย อลัน เทอริ่ง (Alan  turing )  ในปี  1930   ภายในประกอบด้วยม้วนเทป  ใช้สำหรับบันทึกข้อมูล  และมีหัวอ่านข้อมูลเมื่อเทปวิ่งผ่าน  เป็นสัญญาณ 0  กับ  1   และแปรสัญญาณไปควบคุมเครื่องจักรอีกทีหนึ่ง  โดยทำตามคำสั่ง 1  ครั้งต่อ 1  คำสั่ง

       ขณะที่ ควอนตัมเทอริ่งแมสชีน  ใช้พื้นฐานแบบเดียวกัน    เพียงแต่ลดหัวอ่านเทป  ให้มีขนาดเล็กลงอยู่ในระดับอะตอมแทน ซึ่งในระดับขนาดเล็กแบบนั้น ไม่ต้องทำงานเป็นอนุกรมเหมือนกับสายเทป   และสามารถทำงานได้หลายคำสั่งในครั้งเดียว

       คอมพิวเตอร์ของเทอริ่งในยุคแรกทำงานอยู่ได้เพียง  2 สถานะ  คือ 0  กับ  1    ส่วนควอนตัมคอมพิวเตอร์ไม่ได้จำกัดการทำงานอยู่เพียง 2  สถานะนี้เท่านั้น  ในระดับควอนตัมเราเรียกสถานะใหม่ว่า คิวบิท (qubits)  ซึ่งสามารถแสดงสถานะ   1  หรือ 0  ได้  หรืออยู่ระหว่าง 1  กับ 0  ได้ทุกๆค่า   หรือจะแบ่งซอยย่อยเป็นกี่พันกี่ล้านค่าก็ได้   คิวบิทคืออะตอมที่เป็นตัวเก็บ  และประมวลผลข้อมูล  ที่มีความสามารถอยู่ได้หลายสถานะในเวลาเดียวกันสถานะอันมากมายของคิวบิท ทำให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถทำการประมวลผลแบบขนานได้  ดังคำพูดของนักฟิสิกส์ นาย  เดวิด  ดอยส์ (David deutsch)  ที่ว่า การประมวลผลแบบขนาน  จะทำให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลคำสั่งนับล้านคำสั่งได้ในครั้งเดียว  ขณะที่คอมพิวเตอร์ทั่วไป   ต้องทำทีละคำสั่ง  ดังนั้น ควอนตัมคอมพิวเตอร์ขนาด  30  คิวบิท  เมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์แบบเดิม  จะเทียบเท่ากับความเร็ว  10  เทราฟลอบ (Teraflops)  ซึ่งซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันที่มีความเร็วสูงสุด มีอยู่เพียง  2  เทราฟลอบ คือมากว่าถึง 5  เท่า

        ควอนตัมคอมพิวเตอร์ใช้คุณสมบัติทางควอนตัมที่เรียกว่า เอนแทงเกิลเมนต์ (entanglement)  ซึ่งเป็นปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นในระดับอะตอม โดยให้แรงภายนอกกระทำกับอะตอม  2  ตัวที่อยู่ใกล้กัน  จะทำให้เกิดการ เอนแทงเกิลขึ้น  แต่ถ้าอะตอมอยู่โดดเดี่ยว อะตอมตัวนั้นสามารถหมุนไปได้ทุกทิศทุกทาง  จากการทดลองกับอะตอมสองตัวที่อยู่ใกล้กัน โดยให้ตัวแรกหมุนไปในทิศทางหนึ่ง  ในขณะเดียวกันอะตอมที่สองจะหมุนไปในทิศตรงกันข้ามโดยอัตโนมัติ

         ถ้าควอนตัมคอมพิวเตอร์ถูกพัฒนาขึ้นมาใช้งานทั่วๆไปได้  ความเร็วของมันนั้นจะไม่มีจุดสิ้นสุด   มันจะมีความสามารถประมวลผลข้อมูลที่อยู่ในโลกนี้ทั้งหมดได้เพียงไม่กี่นาที   และมีความสามารถอันน่าทึ่งที่จะเจาะเข้าหาข้อมูลของคอมพิวเตอร์ทุกแห่งในเวลาเพียงเศษเสี้ยวของวินาที
      ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่กำลังรอประมวลผล เมื่อใช้ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ต้องใช้เวลาหลายเดือน  เมื่อมาใช้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ใช้เวลาเพียงแว๊บเดียว  และการเคลื่อนย้ายมนุษย์ ที่เรียกว่า วิธีเทเลพอเทชั่น ก็สามารถกระทำได้ในเร็ววันนี้ 

ข้อมูล computerth.blogspot ; Computer Thai Tips  ฟิสิกส์ราชมงคล