‘การสื่อสารเชิงควอนตัม’ เทคโนโลยีแห่งอนาคตเพื่อความปลอดภัยสูงสุด

การสื่อสารเชิงควอนตัม (Quantum Communication) คืออะไร

เป็นเทคโนโลยีการสื่อสารที่ใช้หลักการทางฟิสิกส์ควอนตัมเพื่อส่งข้อมูลอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสูง เปรียบเสมือนการส่งจดหมายที่ไม่สามารถถูกเปิดอ่านโดยไม่ทิ้งร่องรอย ทำให้การสื่อสารมีความปลอดภัยสูงสุด ซึ่งถ้ามีการดักฟังหรือคัดลอกข้อมูลจะทำให้สถานะควอนตัมเปลี่ยนแปลง ทำให้ตรวจจับการโจมตีได้ทันที ส่วนประสิทธิภาพการสื่อสารที่สูงขึ้น สามารถส่งข้อมูลได้เร็วกว่าการสื่อสารแบบดั้งเดิม สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์เคลื่อนที่ เช่น โดรน รถยนต์อัจฉริยะ เรือ และเครื่องบิน เพื่อสร้างเครือข่ายควอนตัมเคลื่อนที่

หลักการสำคัญ มีดังนี้

• การเชื่อมโยงควอนตัม (Quantum Entanglement)
  เป็นปรากฏการณ์ที่อนุภาคสองตัวหรือมากกว่ามีความสัมพันธ์กันแม้จะอยู่ห่างกัน เปรียบเสมือนฝาแฝดที่รู้สึกถึงกันแม้อยู่คนละซีกโลก
• การส่งข้อมูลด้วยโฟตอน
  ใช้โฟตอน หรืออนุภาคของแสง เป็นตัวพาข้อมูล เนื่องจากสามารถเดินทางได้ไกลและทนต่อการรบกวนจากสิ่งแวดล้อม
• เทคนิคการแจกจ่ายกุญแจเข้ารหัส
  โดยใช้หลักการควอนตัม (Quantum Key Distribution - QKD) ทำให้การดักฟังข้อมูลเป็นไปไม่ได้โดยไม่ทิ้งร่องรอย

ศักยภาพของการสื่อสารเชิงควอนตัมในเชิงอุตสาหกรรม

การสื่อสารเชิงควอนตัม มีศักยภาพในการสร้างประโยชน์อย่างมากในหลายอุตสาหกรรม แต่อุตสาหกรรมที่คาดว่าจะได้รับประโยชน์สูงสุดคือ อุตสาหกรรมการเงินและการธนาคาร ช่วยในด้านการปลอดภัยจากการแทรกแซงและโจมตีทางไซเบอร์ สามารถปกป้องข้อมูลทางการเงินที่มีความอ่อนไหวจากการโจมตีในอนาคต แม้กระทั่งจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมเอง และช่วยสร้างนวัตกรรมทางการเงินใหม่ เช่น เงินควอนตัม บล็อกเชนควอนตัม และการประมูลแบบควอนตัม

ประเทศที่กำลังทดลองใช้การสื่อสารเชิงควอนตัม

ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา มีหลายประเทศที่กำลังลงทุนและทดลองใช้ เช่น

• จีน
  เป็นผู้นำในการพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารควอนตัม โดยมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา จีนได้สร้างเครือข่ายภาคพื้นดินระยะทางกว่า 2,000 กิโลเมตร เชื่อมต่อระหว่างปักกิ่งและเซี่ยงไฮ้ และในปี 2016 จีนได้ส่งดาวเทียมควอนตัม Micius ขึ้นสู่วงโคจร ซึ่งเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมระดับโลก 
• สหภาพยุโรป
  ริเริ่มโครงการ European Quantum Communication Infrastructure (EuroQCI) เพื่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานการสื่อสารเชิงควอนตัมทั่วทั้งภูมิภาค โดยมีวัตถุประสงค์หลักคือ พัฒนาและติดตั้งเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมทั่วสหภาพยุโรป สร้างระบบการแลกเปลี่ยนกุญแจควอนตัม (Quantum Key Distribution-QKD) ระหว่างประเทศสมาชิก ปกป้องข้อมูลสำคัญของรัฐบาลและเอกชนจากภัยคุกคามด้านความมั่นคงปลอดภัยทางไซเบอร์ เพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับภัยคุกคามจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่อาจทำลายระบบการเข้ารหัสแบบดั้งเดิม

แนวโน้มในอนาคตของการพัฒนาเครือข่ายควอนตัม

• มีแนวโน้มที่จะพัฒนาเครือข่ายควอนตัมขนาดใหญ่ที่เชื่อมโยงหลายฝ่าย
  นำไปสู่การพัฒนาอินเทอร์เน็ตเชิงควอนตัมในอนาคต
• ใช้ AI และ Machine Learning
  มีการนำเทคนิค AI และ ML มาช่วยในการวิเคราะห์และปรับปรุงประสิทธิภาพของโปรโตคอลการสื่อสารเชิงควอนตัม
• พัฒนาอุปกรณ์ขนาดเล็ก
  โดยการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ควอนตัมที่มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และใช้พลังงานต่ำ เพื่อให้สามารถใช้งานบนแพลตฟอร์มเคลื่อนที่ได้ 
• มีการทดลองในอวกาศ
  โดยมีแผนที่จะส่งแหล่งกำเนิดแสงควอนตัมขึ้นไปทดลองบนดาวเทียมในวงโคจรต่ำของโลก เพื่อทดสอบความเป็นไปได้ในการใช้งานจริง

เครือข่ายการสื่อสารควอนตัม เป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสูงในการปฏิวัติวงการการสื่อสารและความมั่นคงปลอดภัยทางไซเบอร์ ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง เราอาจได้เห็นการใช้งานเทคโนโลยีนี้อย่างแพร่หลายในอนาคตอันใกล้

ข้อมูลอ้างอิง :

• arxiv.org/abs/2301.11177
• arxiv.org/pdf/2408.15027.pdf
• thequantuminsider.com/2024/02/05/quantum-industry-explained-applications-innovations-challenges/
• www.semanticscholar.org/paper/b90fa54a45bb983d9e26be6d104bc189ed30a9c6
• www.semanticscholar.org/paper/2a92cf46fef5419bf3af26bcf9ef1f4fbbeea7ec