อินเทอร์เน็ตควอนตัม: การปฏิวัติครั้งต่อไปในการสื่อสารดิจิทัล

• เขียนโดย:
• ชื่อผู้เขียน

  มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
• กรกฎาคม 19, 2022

สรุปข้อมูลเชิงลึก

แม้ว่าอินเทอร์เน็ตจะเปลี่ยนแปลงสังคม แต่ก็เผชิญกับช่องโหว่ด้านความปลอดภัย และผลักดันการวิจัยเกี่ยวกับอินเทอร์เน็ตควอนตัม ระบบควอนตัมใช้คิวบิต ซึ่งช่วยให้การประมวลผลข้อมูลในวิธีพื้นฐานที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดความท้าทายและโอกาสที่ไม่เหมือนใคร ความก้าวหน้าล่าสุดในการรักษาเสถียรภาพของสถานะควอนตัมเปิดประตูสำหรับการเข้ารหัสควอนตัม รับประกันความปลอดภัยของข้อมูลที่เพิ่มขึ้น การถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วขึ้น และผลกระทบด้านการเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรมต่างๆ

บริบทอินเทอร์เน็ตควอนตัม

แม้ว่าอินเทอร์เน็ตจะปฏิวัติสังคมสมัยใหม่ แต่ก็ยังเต็มไปด้วยช่องโหว่ด้านความปลอดภัยที่เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศดิจิทัลและโครงสร้างพื้นฐานสาธารณะที่สำคัญ เพื่อแก้ไขจุดอ่อนเหล่านี้ ขณะนี้นักวิจัยกำลังตรวจสอบความเป็นไปได้ที่นำเสนอโดยอินเทอร์เน็ตควอนตัม ซึ่งอาจกลายเป็นความจริงได้เร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้

ระบบคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมดำเนินการคำสั่งตามบิต (หรือเลขฐานสอง) ด้วยค่าเดียวเป็น 0 หรือ 1 บิตยังเป็นหน่วยข้อมูลที่เล็กที่สุดที่คอมพิวเตอร์ใช้ ระบบควอนตัมได้นำการดำเนินการคำสั่งไปสู่อีกระดับด้วยการประมวลผลบิตที่คล้ายกับคอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่ยังใช้ประโยชน์จาก qubits ซึ่งช่วยให้ประมวลผล 0s และ 1s ได้พร้อมกัน qubits เหล่านี้มีอยู่ในสถานะควอนตัมที่เปราะบาง ซึ่งยากที่จะรักษาให้อยู่ในรูปแบบที่มั่นคงและเป็นความท้าทายสำหรับนักวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัม 

อย่างไรก็ตาม ในปี 2021 นักวิจัยจากกลุ่มบริษัทโตชิบาในญี่ปุ่น สามารถสร้างเสถียรภาพให้กับสภาพแวดล้อมภายในสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกได้ไกลกว่า 600 กิโลเมตร โดยการส่งคลื่นตัดเสียงรบกวนลงไปตามสายไฟเบอร์ออปติก ในประเทศจีน นักวิจัยกำลังพัฒนาวิธีการที่ใช้ดาวเทียมเพื่อพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมแบบอวกาศสู่ภาคพื้นดินที่ครอบคลุมระยะทาง 4,600 กิโลเมตร ซึ่งถือเป็นเครือข่ายที่ใหญ่ที่สุดในประเภทเดียวกัน

การพัฒนาเหล่านี้ได้เปิดประตูสำหรับการเข้ารหัสแบบควอนตัมในอินเทอร์เน็ตควอนตัม ดังนั้น กฎฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการกระจายคีย์ควอนตัม (QKD) ทำให้พวกมันไม่สามารถแฮ็กได้ เนื่องจากการโต้ตอบใดๆ กับพวกมันจะเปลี่ยนสถานะที่พันกันของอนุภาคที่เกี่ยวข้อง และแจ้งเตือนระบบว่ามีคนโต้ตอบกับพวกมัน การพัวพันสามทางยังแสดงให้เห็นได้สำเร็จ โดยอนุญาตให้ผู้ใช้สามคนแบ่งปันข้อมูลลับในเครือข่ายที่ใกล้ชิด

ผลกระทบก่อกวน 

การสื่อสารควอนตัมถือเป็นคำมั่นสัญญาว่าจะปกป้องข้อมูลที่สำคัญที่สุดสำหรับรัฐบาลและองค์กรต่างๆ ในด้านความมั่นคงของชาติ สิ่งนี้กลายเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ เนื่องจากทำให้มั่นใจได้ว่าข้อมูลที่เป็นความลับ การสื่อสารทางทหาร และข้อมูลโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญยังคงปลอดภัยจากภัยคุกคามทางไซเบอร์ การรักษาความปลอดภัยในระดับที่สูงขึ้นนี้มอบเกราะป้องกันการโจมตีที่อาจเกิดขึ้นจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่อาจส่งผลต่อระบบการเข้ารหัสแบบเดิม

นอกจากนี้ อินเทอร์เน็ตควอนตัมยังอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมหาศาลในระยะทางไกล ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะปรับปรุงความเร็วในการประมวลผลเครือข่ายแบบทวีคูณ ในภาคการเงิน การซื้อขายที่มีความถี่สูงและการวิเคราะห์ตลาดแบบเรียลไทม์อาจช่วยให้เทรดเดอร์สามารถตัดสินใจได้ในเสี้ยววินาที ในขณะเดียวกัน นักดาราศาสตร์สามารถรับข้อมูลแบบเรียลไทม์จากกล้องโทรทรรศน์ทั่วโลก ซึ่งนำไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับจักรวาล ในขณะที่นักฟิสิกส์อนุภาคสามารถวิเคราะห์ชุดข้อมูลขนาดใหญ่ที่สร้างโดยเครื่องเร่งอนุภาคได้โดยไม่ชักช้า ซึ่งจะช่วยเร่งการค้นพบทางวิทยาศาสตร์

อย่างไรก็ตาม เราต้องคำนึงถึงความท้าทายด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้นจากอุปกรณ์และเครือข่ายควอนตัมด้วย คอมพิวเตอร์ควอนตัมซึ่งมีความเร็วการประมวลผลและพลังในการคำนวณที่ไม่มีใครเทียบได้ มีความสามารถในการถอดรหัสระบบการเข้ารหัสแบบดั้งเดิมที่เป็นรากฐานของการรักษาความปลอดภัยของโลกดิจิทัลในปัจจุบัน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ รัฐบาล องค์กร และธุรกิจอาจจำเป็นต้องลงทุนในการเข้ารหัสหลังควอนตัม การเปลี่ยนมาใช้การเข้ารหัสควอนตัมปลอดภัยไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากต้องอัปเดตโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลทั้งหมด

นัยของการประมวลผลควอนตัมในอุตสาหกรรมการสื่อสาร 

ผลกระทบที่กว้างขึ้นของอินเทอร์เน็ตควอนตัมที่แพร่หลายอาจรวมถึง:

• รัฐบาลและธุรกิจต่างๆ ลงทุนอย่างมากในการพัฒนาและบำรุงรักษาเครือข่ายควอนตัมและเทคโนโลยี โดยต้องใช้ทรัพยากรทางการเงินที่สำคัญและการวางแผนเชิงกลยุทธ์
• ภูมิทัศน์ทางภูมิศาสตร์การเมืองกำลังเปลี่ยนแปลงไปในขณะที่ประเทศต่างๆ มุ่งมั่นที่จะรักษาความปลอดภัยโครงสร้างพื้นฐานอินเทอร์เน็ตควอนตัมของตนเอง ซึ่งนำไปสู่การแข่งขันระดับนานาชาติและความร่วมมือที่เพิ่มขึ้นในด้านเทคโนโลยีควอนตัม
• บุคคลและองค์กรสามารถเข้าถึงเครื่องมือสื่อสารที่มีความปลอดภัยสูงและเป็นส่วนตัว ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนที่เป็นความลับ แต่ยังทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับการนำเทคโนโลยีดังกล่าวไปใช้ในทางที่ผิดเพื่อวัตถุประสงค์ที่ผิดกฎหมาย
• อุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพกำลังเผชิญกับความก้าวหน้าในการวิจัยทางการแพทย์ การค้นคว้ายา และการแพทย์เฉพาะบุคคล
• โอกาสในการทำงานใหม่ในสาขาที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีควอนตัม ขับเคลื่อนความต้องการผู้เชี่ยวชาญที่มีทักษะในด้านการประมวลผลควอนตัม การเข้ารหัส และความปลอดภัยเครือข่าย
• ความต้องการพลังงานของอุปกรณ์ควอนตัมและเครือข่ายที่ส่งผลต่อการใช้ไฟฟ้า ซึ่งจำเป็นต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมที่ประหยัดพลังงาน
• เพิ่มความร่วมมือระหว่างประเทศเกี่ยวกับการวิจัยควอนตัมและมาตรฐานเพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้และความปลอดภัยในอินเทอร์เน็ตควอนตัมที่เชื่อมต่อทั่วโลก

คำถามที่ต้องพิจารณา

• คุณคิดว่าอินเทอร์เน็ตควอนตัมและเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมส่วนตัวจะเป็นประโยชน์ต่อสาธารณะอย่างไร หรืออุตสาหกรรมเอกชน?
• คุณเชื่อหรือไม่ว่าการประมวลผลแบบ bit-based แบบคลาสสิกจะยังคงมีอยู่แม้ว่าเทคโนโลยีที่ใช้ควอนตัมจะเข้ามาแทนที่? หรือวิธีการคำนวณทั้งสองจะมีอยู่ในสมดุลขึ้นอยู่กับจุดแข็งและจุดอ่อนของพวกเขา?