ยินดีต้อนรับเข้าสู่ศูนย์รวมความบันเทิงชั้นนำ

ทฤษฎี ควอนตัม โลกเล็กจิ๋วและซับซ้อนทางฟิสิกส์

RPGX
, พุธ 8 มกราคม 2025

ควอนตัม สาขาวิชาฟิสิกส์เกี่ยวกับ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ของสิ่งที่มีขนาดเล็กมาก ประมาณ 1,000 ล้านส่วนของเมตร โดยค้นพบคุณสมบัติแปลกประหลาด ทั้งการทะลุกำแพง หรือการสื่อสารแบบไม่ส่งสัญญาณ และใครคือผู้ค้นพบทฤษฎีควอนตัม รวมถึงเทคโนโลยีควอนตัม ที่มีประโยชน์ในชีวิตประจำวัน

ทำความเข้าใจโลกสุดลึกล้ำของ ควอนตัม

ควอนตัม (Quantum) กลศาสตร์ควอนตัม ทฤษฎีวิทยาศาสตร์ ขั้นพื้นฐานสำหรับการอธิบาย พฤติกรรมธรรมชาติ ที่อยู่ในระดับ อะตอม และระดับเล็กกว่าอะตอม โดยอยู่ในรากฐานของฟิสิกส์ควอนตัม (Quantum Physics) ประกอบด้วย เคมีควอนตัม สนามควอนตัม เทคโนโลยีควอนตัม และวิทยาศาสตร์สารสนเทศควอนตัม [1]

ลักษณะเด่นพื้นฐานและคุณสมบัติ

กลศาสตร์ควอนตัม เป็นตัวช่วยคำนวณคุณสมบัติ และพฤติกรรมทางกายภาพ โดยทั่วไปจะใช้ระบบจุลภาค อย่างเช่น โมเลกุล อะตอม และอนุภาคย่อยกว่านั้น ซึ่งได้รับการพิสูจน์และการทดลองแล้วว่า มีความแม่นยำสูงมาก สามารถใช้ได้กับโมเลกุลที่มีความซับซ้อน และอะตอมที่มีจำนวนมาก นับหลายพันอะตอม

ลักษณะทั่วไปของทฤษฎีนี้ เป็นแนวทางที่ไม่สามารถคาดเดา หรือทำนายได้อย่างแน่นอน ว่าจะเกิดอะไรขึ้น แต่สามารถให้ความน่าจะเป็นได้ จากการหาค่าสัมบูรณ์ ของจำนวนเชิงซ้อนกำลังสอง เรียกว่า “แอมพลิจูดความน่าจะเป็น” ผลที่ตามมาคือ การแลกเปลี่ยนระหว่างความสามารถ ในการคาดเดาปริมาณที่วัดได้

ใครเป็นคนค้นพบทฤษฎี ควอนตัม

นักวิทยาศาสตร์ผู้เปลี่ยนโลกอีกหนึ่งคน ที่มีแนวคิดและมุมมองแปลกใหม่ เกี่ยวกับทฤษฎีควอนตัม จนกลายเป็น “บิดาแห่งกลศาสตร์ควอนตัม” คือ มักซ์ พลังค์ (Max Planck) ผู้บุกเบิกและปฏิวัติความเข้าใจ เรื่องกระบวนการต่าง ๆ ในระดับอะตอม และองค์ประกอบของอะตอม ซึ่งเป็นรากฐานของฟิสิกส์แผนใหม่

โดยพลังค์ร่วมมือกับไอน์สไตน์ เพื่อพัฒนาทฤษฎีสำคัญของฟิสิกส์ ในช่วงศตวรรษที่ 20 และนำไปสู่การประยุกต์ใช้งานด้านการสื่อสาร อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การทหาร การคมนาคม และอีกมากมาย ล้วนส่งผลกระทบหลากหลายด้าน กับมนุษยชาติจนถึงทุกวันนี้ [2]

ควอนตัม ธรรมชาติและฟิสิกส์เป็นของคู่กัน

เราจะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีควอนตัม เป็นการนำฟิสิกส์ วิทยาศาสตร์ และธรรมชาติ มาประยุกต์ใช้ร่วมกันจนเกิดประโยชน์ แน่นอนว่าอำนวยความสะดวกให้กับมนุษย์ แต่ถึงอย่างไร ก็ยังมีเรื่องของความรู้ความเข้าใจ และความสามารถในการผลิตเทคโนโลยี โดยประเทศไทยของเรา ยังคงต้องพัฒนากันต่อไปในระยะยาว

ควอนตัม กับเทคโนโลยีแห่งอนาคต

เทคโนโลยีควอนตัม คือ ฟิสิกส์ดั้งเดิม (Classical Physic) ฟิสิกส์สัมพันธภาพ (Modern Physics) และ ฟิสิกส์ควอนตัม (Quantum Physics) โดยเป็นการพัฒนายุคดิจิทัลในปัจจุบัน ร่วมกับการคิดค้นนวัตกรรมใหม่ และปรับใช้กับเทคโนโลยีต่าง ๆ เพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อชีวิต สังคม เศรษฐกิจ และความมั่นคงของประเทศ

สำหรับเทคโนโลยีเกี่ยวกับควอนตัม ถูกแบ่งออกเป็น 2 ยุค ดังต่อไปนี้

Quantum Technology 1.0 : การใช้ความรู้ด้านปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ ของแสงในระดับโฟตอน และอนุภาคขนาดเล็กระดับอะตอม กับอิเล็กตรอน เพื่อพัฒนาอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อย่างเช่น เครื่องสแกนสมอง (MRI) ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ สมาร์ตโฟน และอุปกรณ์ไฟฟ้า หลอดไฟ LED เซนเซอร์ตรวจวัดระยะห่างของรถ และประตูอัตโนมัติ เป็นต้น
Quantum Technology 2.0 : การพัฒนาความรู้ทางฟิสิกส์ และกระบวนการทางวิศวกรรมศาสตร์ ที่สามารถควบคุม และใช้คุณสมบัติเชิงควอนตัม ของแต่ละอนุภาคได้ อย่างเช่น การทำธุรกรรมออนไลน์กับการเข้ารหัส เทคโนโลยี 5G, 6G การออกแบบยารักษาเฉพาะทาง และการประมวลผลทางคณิตศาสตร์หน่วยเป็นคิวบิต (เร็วกว่าคอมพิวเตอร์หลายเท่าตัว) เป็นต้น

ที่มา: ควอนตัมเทคโนโลยีสุดล้ำ กับคำตอบแห่งอนาคต [3]

คำถามอื่น ๆ เกี่ยวกับ ควอนตัม

ควอนตัมมีประโยชน์อย่างไรในชีวิตประจำวัน : เทคโนโลยีควอนตัม เป็นสิ่งที่เราจับต้องได้ในการดำรงชีวิตประจำวัน ไม่ว่าจะเป็น ยานพาหนะ โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ตรวจร่างกายทางการแพทย์ หรือแม้กระทั่งกระแสไฟฟ้า ซึ่งช่วยกระตุ้นการเรียนรู้ ทางวิทยาศาสตร์มากขึ้น
QMRA คืออะไร : เครื่องประเมินความเสี่ยงทางจุลินทรีย์เชิงปริมาณ สามารถใช้ตรวจร่างกายทางการแพทย์ได้อย่างแม่นยำ หรือเรียกว่า Quantum Magnetic Resonance Analyzer
Quantum Computing ต่างจากคอมพิวเตอร์อย่างไร : คอมพิวเตอร์ทั่วไป ใช้ระบบบิต (Bit) คือ 0 หรือ 1 เทียบกับการใช้งานได้เพียงซ้ายหรือขวา ส่วนคอมพิวเตอร์ควอนตัม ใช้ระบบคิวบิต (Qubit) คือ การจัดเก็บข้อมูลทั้ง 0 และ 1 พร้อมกัน รวมถึงการคุมกระแส ทั้งซ้ายและขวาในเวลาเดียวกัน
เทคโนโลยีใดจะนำไปใช้ในอนาคตเพื่อประมวลผล : AI (Artificial Intelligence) เทคโนโลยีประมวลผลข้อมูลจำนวนมาก อย่างแม่นยำและรวดเร็ว โดยใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์และสถิติ
เหรียญควอนตัมคืออะไร : เหรียญควอนตัมเพนเดน (Quantum Pendant) เป็นเหรียญพลังงาน ที่ผลิตจากหินลาวาของ ภูเขาไฟระเบิดลาวา โดยมีคุณสมบัติกักเก็บพลังงานสเคลาร์ แต่ยังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์แน่ชัด ซึ่งอาจส่งพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ไม่เพียงพอต่อการทำให้ร่างกายมนุษย์ มีพลังหรือแข็งแรงขึ้นได้

สรุป ควอนตัม “Quantum”

ควอนตัม กลศาสตร์ควอนตัม ตามรากฐานของฟิสิกส์ควอนตัม ค้นพบทฤษฎีโดยมักซ์ พลังค์ อธิบายเกี่ยวกับปรากฏการณ์ของธรรมชาติ ที่อยู่ในระดับอะตอมและเล็กกว่านั้น ทั้งยังพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัม นำไปสู่การใช้ประโยชน์หลากหลายด้าน ตั้งแต่การใช้ชีวิตประจำวัน จนถึงความมั่นคงของประเทศ