IBM ทุ่มกว่า $10,000 ล้าน ลุยสร้างควอนตัมเต็มรูปแบบ ตั้งเป้าสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่เครื่องแรกของโลกในปี 2029

IBM ประกาศทุ่มเงินมากกว่า 10,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือราว 360,000 ล้านบาท ลงในควอนตัมคอมพิวติ้งตลอด 5 ปีข้างหน้า พร้อมตั้งเป้าหมายที่ฟังดูเหมือนหลุดมาจากนิยายวิทยาศาสตร์ นั่นคือการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริงเครื่องแรกของโลกให้สำเร็จภายในปี 2029

ตัวเลขนี้ปรากฏอยู่ในเอกสารที่ IBM ยื่นต่อ Securities and Exchange Commission (SEC) หรือคณะกรรมการกำกับหลักทรัพย์ฯ ของสหรัฐฯ เมื่อวันที่ 28 พฤษภาคมที่ผ่านมา โดยเงินก้อนนี้จะถูกกระจายไปทั้งการวิจัยและพัฒนา (Research and Development), การขยายกำลังการผลิต, การสร้างเครือข่ายพันธมิตร, งบลงทุนในสินทรัพย์ ไปจนถึงการควบรวมและซื้อกิจการ (Mergers and Acquisitions) ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีควอนตัม และตลาดก็ตอบรับทันที โดยรายงานของ Reuters ระบุว่าหุ้น IBM ขยับขึ้นราว 3-4% ในวันเดียวกัน ต่อเนื่องจากสัปดาห์ก่อนหน้าที่เพิ่งได้แรงหนุนจากเงินสนับสนุนของรัฐบาลกลางสหรัฐฯ

เงินหมื่นล้านดอลลาร์ กระจายไปที่ไหนบ้าง

สิ่งที่ทำให้การประกาศครั้งนี้น่าจับตา ไม่ใช่แค่ขนาดของเม็ดเงิน แต่เป็นการที่ IBM กล้ายืนยันความเชื่อมั่นระยะยาวเป็นลายลักษณ์อักษรต่อหน่วยงานกำกับดูแล ว่าบริษัทมองเห็นเส้นทางไปสู่จุดที่เครื่องควอนตัมจะกลายเป็นเครื่องมือเชิงพาณิชย์ที่เชื่อถือได้ ไม่ใช่แค่ของเล่นในห้องแล็บอีกต่อไป

IBM ยืนยันว่าตอนนี้ได้ติดตั้งระบบควอนตัมไปแล้วมากกว่า 90 ระบบทั่วโลก ซึ่งบริษัทเคลมว่ามากกว่าจำนวนที่ผู้เล่นรายอื่นในอุตสาหกรรมเปิดเผยต่อสาธารณะรวมกันทั้งหมด และเครือข่ายควอนตัมของบริษัทก็ขยายไปครอบคลุมองค์กรกว่า 325 ราย ทั้งบริษัทระดับ Fortune 500, สตาร์ทอัพ, มหาวิทยาลัย และหน่วยงานรัฐ ที่ดึงระบบเหล่านี้ไปใช้วิจัยด้านเคมี ชีววิทยา และวัสดุศาสตร์ พูดง่าย ๆ คือ IBM ไม่ได้แค่สร้างเครื่อง แต่กำลังสร้างทั้งระบบนิเวศรอบตัวมันขึ้นมาด้วย

เดิมพันชื่อ Starling เครื่องที่แก้ความผิดพลาดได้เองในปี 2029

พระเอกของแผนนี้มีชื่อว่า IBM Quantum Starling ซึ่งบริษัทตั้งใจให้เป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ทนทานต่อความผิดพลาด (Fault Tolerance) เครื่องแรกของโลก โดยจะถูกประกอบขึ้นที่ศูนย์ข้อมูลควอนตัมในเมือง Poughkeepsie รัฐนิวยอร์ก ซึ่งเป็นสถานที่ประวัติศาสตร์ที่เคยเป็นบ้านเกิดของเครื่องเมนเฟรม IBM มาก่อน

คำว่าทนทานต่อความผิดพลาดคือหัวใจของเรื่องทั้งหมด เพราะมันคือเส้นแบ่งระหว่างเครื่องทดลองกับเครื่องที่ใช้งานจริงได้ ปัญหาใหญ่ของควอนตัมคอมพิวเตอร์ทุกวันนี้คือมันไวต่อสัญญาณรบกวนจากสิ่งแวดล้อมมาก จนการคำนวณผิดเพี้ยนได้ง่าย ตามรายละเอียดในบล็อกของ IBM Quantum Starling จะรันวงจรควอนตัมที่ซับซ้อนถึง 100 ล้านเกต บนคิวบิตเชิงตรรกะ (logical qubits) จำนวน 200 ตัว โดยอาศัยรหัสแก้ความผิดพลาดแบบใหม่ที่เรียกว่า qLDPC ซึ่งช่วยลดจำนวนคิวบิตทางกายภาพที่ต้องใช้ลงได้มากถึง 90%

ควอนตัมคอมพิวเตอร์ไม่ได้ทำงานด้วยบิต 0 กับ 1 แบบคอมพิวเตอร์ทั่วไป แต่ใช้หน่วยข้อมูลที่เรียกว่า quantum bit หรือ qubit ซึ่งเก็บและประมวลผลข้อมูลในแบบที่ระบบเลขฐานสองทำไม่ได้ และนี่คือที่มาของพลังมหาศาลที่หลายคนคาดหวัง Jay Gambetta หัวหน้าทีม IBM Quantum ถึงกับบอกว่า 'คอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ทนทานต่อความผิดพลาดไม่ใช่ความฝันอีกต่อไป แต่มันคือความจริงที่กำลังจะเกิดขึ้น' และ Starling ก็ยังไม่ใช่ปลายทาง เพราะ IBM วางแผนต่อยอดไปสู่เครื่องรุ่นถัดไปชื่อ Blue Jay ที่จะสเกลขึ้นไปถึง 2,000 คิวบิตเชิงตรรกะ และ 1,000 ล้านการประมวลผล ภายในปี 2033

Anderon โรงงานผลิตชิปควอนตัมแห่งแรกของอเมริกา

อีกหมุดหมายที่มาควบคู่กับเงินลงทุนก้อนนี้ คือดีลที่ IBM เพิ่งลงนามบันทึกความเข้าใจ หรือ Letter of Intent (LOI) ร่วมกับกระทรวงพาณิชย์สหรัฐฯ (U.S. Department of Commerce) เพื่อตั้งบริษัทใหม่ชื่อ Anderon ซึ่งจะเป็นโรงงานผลิตชิปควอนตัมแบบ pure-play แห่งแรกของอเมริกา ตามประกาศของ IBM โปรเจกต์นี้จะได้เงินสนับสนุนจากกฎหมาย CHIPS and Science Act ราว 1,000 ล้านดอลลาร์ บวกกับเงินสดอีก 1,000 ล้านดอลลาร์จาก IBM พร้อมทั้งทรัพย์สินทางปัญญา โครงสร้างพื้นฐาน และบุคลากร นับเป็นหนึ่งในนโยบายอุตสาหกรรมด้านควอนตัมที่ดุดันที่สุดของสหรัฐฯ เท่าที่เคยมีมา

โรงงานแห่งนี้จะตั้งสำนักงานใหญ่ที่เมือง Albany รัฐนิวยอร์ก และทำหน้าที่ผลิตเวเฟอร์ควอนตัมขนาด 300 มิลลิเมตร ซึ่งก็คือแผ่นฐานเซมิคอนดักเตอร์เฉพาะทางที่ใช้สร้างหน่วยประมวลผลควอนตัม อันเป็นฮาร์ดแวร์แกนกลางของคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั่นเอง

ที่ต้องตั้งโรงงานเองก็เพราะการผลิตคือคอขวดที่ใหญ่ที่สุดของวงการควอนตัมตอนนี้ ระบบส่วนใหญ่ยังถูกสร้างในจำนวนจำกัดด้วยกระบวนการผลิตเฉพาะทางที่ขยายสเกลได้ยากมาก การมีโรงงานเฉพาะทางจึงช่วยทำให้การผลิตเป็นมาตรฐานมากขึ้น ลดข้อจำกัดด้านห่วงโซ่อุปทาน และเร่งการเปลี่ยนผ่านจากเครื่องในห้องแล็บไปสู่การผลิตระดับอุตสาหกรรมได้จริง งานนี้ Chuck Schumer วุฒิสมาชิกผู้อยู่เบื้องหลังกฎหมาย CHIPS ถึงกับออกมาชื่นชมว่าเป็นการขยายขีดความสามารถการผลิตควอนตัมภายในประเทศครั้งสำคัญ

ทำไมควอนตัมถึงกลายเป็นสมรภูมิของมหาอำนาจ

เบื้องหลังการเทเงินมหาศาลทั้งจากภาคเอกชนและภาครัฐ คือการที่รัฐบาลสหรัฐฯ มองเทคโนโลยีควอนตัมเป็นทั้งวาระทางเศรษฐกิจและความมั่นคงของชาติ ฝ่ายนโยบายเตือนมานานแล้วว่า ระบบควอนตัมในอนาคตอาจมีพลังมากพอที่จะถอดรหัสการเข้ารหัสบางรูปแบบที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันได้ ขณะเดียวกันก็เปิดประตูสู่ความก้าวหน้าด้านการค้นพบวัสดุใหม่ การหาคำตอบที่เหมาะสมที่สุดในปัญหาซับซ้อน และปัญญาประดิษฐ์ พูดง่าย ๆ คือใครคุมควอนตัมได้ก่อน ก็มีโอกาสได้เปรียบทั้งกระดาน

และเดิมพันก็ไม่ใช่เรื่องเล็ก ตัวเลขที่ The Quantum Insider อ้างอิงระบุว่า ตลาดเทคโนโลยีควอนตัมทั่วโลกมีแนวโน้มแตะ 106,000 ล้านดอลลาร์ภายในปี 2040 และจะสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจรวมสูงถึง 1 ล้านล้านดอลลาร์ภายในปี 2035 ตัวเลขระดับนี้คือแรงผลักให้สหรัฐฯ จีน และยุโรป แข่งกันช่วงชิงความเป็นผู้นำทั้งในด้านฮาร์ดแวร์และโครงสร้างพื้นฐานการผลิตอย่างเอาเป็นเอาตาย

ในแง่สถานะปัจจุบัน Starling ยังเป็นเป้าหมายที่ IBM ตั้งไว้ที่ปี 2029 ส่วนโรงงาน Anderon ยังอยู่ในขั้นบันทึกความเข้าใจ (LOI) ที่ต้องเดินหน้าสู่ข้อตกลงขั้นสุดท้ายต่อไป แต่การที่ทั้งเม็ดเงินเอกชนหมื่นล้านดอลลาร์และนโยบายรัฐมาบรรจบกันในจังหวะเดียว ก็เป็นสัญญาณชัดว่าการแข่งขันเพื่อทำให้ควอนตัมกลายเป็นของจริงเชิงพาณิชย์ กำลังเร่งเครื่องเข้าสู่โค้งสำคัญแล้ว

ที่มา: The Quantum Insider, Reuters, IBM Quantum, IBM Newsroom