โปรแกรมเรือธงควอนตัมแห่งยุโรป

19 พฤศจิกายน 2561

 

 

 

รูปที่ 1 การประชุม Quantum Flagship ของ EU ที่ปราสาท Hofburg ในกรุงเวียนนา เมื่อวันที่ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2561 ประเทศออสเตรียเป็นประธานคณะมนตรีแห่งสหภาพยุโรปตั้งแต่เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคมที่ผ่านมา (ที่มารูป : https://www.flickr.com/photos/eu2018at/sets/72157699708016932)

 

        เมื่อวันที่ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2561 ที่กรุงเวียนนา ประเทศออสเตรียได้มีการประกาศผลการตัดสินการคัดเลือกโครงการวิจัยและพัฒนา (R&D) ด้านวิทยาการควอนตัม จำนวน 20 โครงการ (รวมฝ่ายประสานงานและสนับสนุนอีก 1 กลุ่ม) ดังแสดงในรูปที่ 2 ที่มีมูลค่ารวม 132 ล้านยูโร (ประมาณ 4.9 พันล้านบาท) สำหรับเฟสแรก (ระยะเวลา 3 ปี) ของโปรแกรม “เรือธงควอนตัมแห่งยุโรป (European Quantum Flagship)” ซึ่งเป็นโปรแกรมเรือธงลำดับที่ 3 ของสหภาพยุโรป (EU) ต่อจากโปรแกรมเรือธงกราฟีน (Graphene Flagship) และเรือธงสมองมนุษย์ (Human Brain Project Flagship) ที่ได้เริ่มดำเนินการไปก่อนแล้วตั้งแต่เมื่อปีพ.ศ. 2556

 

 

รูปที่ 2 เมื่อหมดเขตรับสมัครข้อเสนอโครงการ R&D ในเดือนกุมภาพันธ์ต้นปีนี้ มีจำนวนโครงการเกี่ยวกับวิทยาการควอนตัมที่ส่งเข้าขอรับการสนับสนุนทั้งสิ้น 139 โครงการ แยกเป็น 5 ด้าน ดังแสดงในแผนภาพด้านซ้ายมือ ต่อมาปลายเดือนตุลาคมที่ผ่านมา ได้มีการประกาศผลการตัดสินว่ามีโครงการ R&D ได้รับการอนุมัติเพียง 19 โครงการ ดังปรากฏในแผนภาพด้านขวามือ ซึ่งเกี่ยวข้องกับนักวิจัยที่มาจากทั้งสายวิชาการและสายอุตสาหกรรมมากกว่า 500 คน  ถ้าเทียบเป็นเปอร์เซ็นต์แล้ว โครงการที่อยู่ในหมวดวิทยาศาสตร์ฐานราก (Fundamental Science ที่แทนด้วยสีเหลือง-ส้ม) สอบผ่านเพียง 7.8% เท่านั้น  อีก 12 โครงการ R&D ใน 4 ด้านที่เหลือจะมุ่งสู่การพัฒนาต้นแบบที่มีโอกาสทางธุรกิจ  จะเห็นได้ว่าโครงการด้านการสื่อสารเชิงควอนตัม (Quantum Communication ที่แทนด้วยสีชมพูเข้ม) มีอัตราสอบผ่านสูงสุดคือคิดเป็น 40% (ที่มารูป : https://physicsworld.com/a/beneath-the-glamour-tough-questions-at-the-launch-of-europes-quantum-flagship/)

 

        โปรแกรม  “เรือธงควอนตัมแห่งยุโรป” เริ่มต้นเปิดรับสมัครข้อเสนอโครงการ R&D ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2559 ที่กรุงอัมสเตอร์ดัม  เป็นแผนงาน 10 ปีของ EU ที่ตั้งงบประมาณไว้ 1 พันล้านยูโร (ประมาณ 3.7 หมื่นล้านบาท) ทั้งโปรแกรม  เรือธงกราฟีน, เรือธงสมองมนุษย์ และเรือธงควอนตัม เป็นส่วนหนึ่งของ “โปรแกรมเรือธงเทคโนโลยีอนาคตและเทคโนโลยีเกิดใหม่ (Future & Emerging Technologies Flagships Programme)” ของ EU ที่ประสงค์จะนำนักวิจัยต่างสาขาของ EU มาร่วมกันเปลี่ยนความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ให้เป็นนวัตกรรมใหม่ๆ เพื่อยุโรปจะเป็นผู้นำทางด้านเทคโนโลยีและอุตสาหกรรม ซึ่งจะส่งผลถึงความเจริญด้านเศรษฐกิจ, เกิดบริษัทใหม่ๆ และ มีตำแหน่งงานที่มีมูลค่าสูงเพิ่มขึ้น ทั้งหมดนี้อยู่ภายใต้โปรแกรมใหญ่ของ EU ที่ชื่อ Horizon 2020 ซึ่งมีแผนการที่จะลงทุนประมาณ 8 หมื่นล้านยูโร (ประมาณ 3 แสนล้านบาท) เพื่อสนับสนุนส่งเสริมการวิจัยและนวัตกรรมของยุโรป

 

        อันที่จริงทวีปยุโรปนั้นแหละที่เป็นผู้เริ่มต้นยุคควอนตัม โดยมี Max Planck นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันเป็นต้นคิดเมื่อปีพ.ศ. 2443 นักฟิสิกส์ที่ช่วยพัฒนาองค์ความรู้ด้านฟิสิกส์ควอนตัมต่อมาก็เป็นชาวยุโรปเสียเป็นส่วนใหญ่เช่น Niels Bohr (ชาวเดนมาร์ก), Max Born (ชาวเยอรมัน), Wolfgang Pauli (ชาวออสเตรีย-สวิส), Albert Einstein (ชาวเยอรมัน) เป็นอาทิ รากฐานของวิชากลศาสตร์ควอนตัมก็ถูกวางอย่างมั่นคงโดยนักฟิสิกส์ชาวยุโรปอีกเช่นกัน ได้แก่ Werner Heisenberg (ชาวเยอรมัน), Erwin Schroedinger (ชาวออสเตรีย) และ Paul Dirac (ชาวอังกฤษ) เป็นต้น จนองค์ความรู้ที่เกิดขึ้นสมบูรณ์มากพอที่สามารถนำมาประยุกต์สร้างทรานซิสเตอร์, เลเซอร์ และ LED ได้ ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สำคัญของอุปกรณ์ต่างๆที่สังคมมนุษย์ปัจจุบันแทบจะขาดไม่ได้ นั่นคือได้นำมนุษยชาติเข้าสู่ยุค “การปฏิวัติควอนตัมครั้งที่ 1” และแม้แต่ความหวังของการนำสมบัติประหลาดๆของทฤษฎีควอนตัม เช่นการที่อนุภาคตัวหนึ่งสามารถอยู่ได้ 2 ที่ในเวลาเดียวกันมาใช้งานจริง ก็ถูกจุดประกายขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวยุโรปนำโดย John S. Bell (ชาวไอร์แลนด์เหนือ)  แต่อุตสาหกรรมควอนตัมของยุโรปกลับเชื่องช้ากว่าประเทศอื่นๆ  อย่างเช่นบริษัท Google, IBM, Intel และ Microsoft ของสหรัฐอเมริกาได้ลงทุนไปแล้วนับหลายร้อยล้านดอลลาร์ในการ R&D ด้านควอนตัมคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันสหรัฐอเมริกาถือครองสิทธิบัตรทางด้านการคำนวณเชิงควอนตัมกับเซนเซอร์ความไวสูงยิ่งยวดไว้มากที่สุด  หรืออย่างประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีนก็ได้ส่งดาวเทียมควอนตัม Micius ขึ้นสู่ห้วงอวกาศก่อนใครๆตั้งแต่เมื่อปีพ.ศ. 2559 เพื่อทดลองการสื่อสารที่มีการเข้ารหัสเชิงควอนตัม อันจะเป็นก้าวแรกของอินเทอร์เน็ตเชิงควอนตัม (quantum internet) ที่จะทำให้การทำธุรกรรมทางการเงินหรือการส่งข้อมูลที่เป็นความลับปลอดภัย 100% ขณะนี้สาธารณรัฐประชาชนจีนถือครองสิทธิบัตรทางด้านการสื่อสารเชิงควอนตัมไว้มากที่สุด

 

 

รูปที่ 3 ดาวเทียม Micius ของประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน (ที่มารูป : https://www.aaas.org/file/news0613satellitefull169jpg)

 

        โปรแกรมเรือธงควอนตัมแห่งยุโรปมีเป้าหมายที่จะวางยุโรปไว้ในตำแหน่งแนวหน้าของการปฏิวัติควอนตัมครั้งที่ 2 นำความก้าวหน้ามิติใหม่ๆมาสู่วงการวิทยาศาสตร์, อุตสาหกรรม และสังคม โปรแกรมนี้คาดหวังที่จะเปลี่ยนการวิจัยด้านวิทยาการควอนตัมที่เข้มแข็งของยุโรปทั้ง 5 ด้านดังกล่าว ให้เป็นโอกาสทางเทคโนโลยีที่เป็นรูปธรรมที่อุตสาหกรรมของยุโรปจะสามารถรับช่วงต่อได้ มิฉะนั้นประเทศอื่นก็จะชุบมือเปิบไป โปรแกรม  “เรือธงควอนตัมของยุโรป” จะช่วยให้ภาคอุตสาหกรรมของยุโรปเห็นภาพได้แจ่มชัดขึ้นว่าเทคโนโลยีควอนตัมเรื่องใดที่น่าลงทุนมากที่สุด อย่างเช่นด้านอัครมหาคอมพิวเตอร์ที่สามารถทำนายการเกิดปฏิกิริยาเคมีได้รวดเร็วกว่าหรือแก้ปัญหาประเภทที่ไม่สามารถจะทำได้เลยด้วยคอมพิวเตอร์แบบปัจจุบัน (classical computer), ระบบการสื่อสารที่ปลอดภัยอย่างที่สุด ไม่สามารถลักลอบดักฟังได้, เซนเซอร์วัดสนามแม่เหล็กขนาดจิ๋วที่สามารถตรวจจับกระแสไฟฟ้าปริมาณต่ำมากๆได้ ซึ่งเหมาะกับการนำไปใช้เฝ้าระวัง (monitor) ในระหว่างการผ่าตัดสมอง, นาฬิกาอะตอมขนาดจิ๋ว เคลื่อนย้ายสะดวก แต่มีความแม่นยำสูงมาก (ระดับคลาดเคลื่อนไป 1 วินาทีใน 1.3 หมื่นล้านปี) ซึ่งจะเป็นประโยชน์กับบริษัทโทรคมนาคมทั้งหลาย เพราะมีความน่าเชื่อถือสูงกว่าสัญญาณ GPS ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน หรือการทำนายการเกิดแผ่นดินไหว, เครื่อง MRI โฉมใหม่ที่ใช้ประโยชน์จากการโพลาไรซ์ของสปิน (spin) ของโมเลกุลที่อุณหภูมิห้อง ฯลฯ

 

        เพื่อจะได้ไม่ตกขบวนรถไฟสายเทคโนโลยีควอนตัมที่จะแพร่หลายในอนาคตอันใกล้ ซึ่งมีการประเมินว่าตลาดการสื่อสารเชิงควอนตัมในปีพ.ศ. 2563 จะมีมูลค่าสูงถึง 1 พันล้านยูโร และจะเติบโตราว 20% ต่อปี  หลายประเทศจึงได้ทุ่มทุนสนับสนุนการ R&D ด้านนี้กันอย่างเป็นเรื่องเป็นราว ยกตัวอย่างเช่น ในงบประมาณประจำปีพ.ศ. 2561 ของรัฐบาลอังกฤษ มีงบประมาณ 235 ล้านปอนด์ (ประมาณ 1 หมื่นล้านบาท) เตรียมไว้ให้กับโปรแกรมเทคโนโลยีควอนตัมด้วย โดยงวดแรกจำนวน 270 ล้านปอนด์ (ประมาณ 1.2 หมื่นล้านบาท) ได้จ่ายไปแล้วเมื่อปีพ.ศ. 2556  อังกฤษเป็นประเทศแรกๆในยุโรปที่เอาจริงเอาจังในเรื่องนี้ เมื่อเดือนกันยายนที่เพิ่งผ่านมา รัฐบาลเยอรมนีได้ประกาศการใช้งบประมาณ 650 ล้านยูโร (ประมาณ 2.4 หมื่นล้านบาท) เพื่อสนับสนุนโปรแกรมเทคโนโลยีควอนตัมเป็นเวลา 5 ปี  ประเทศเดนมาร์กก็เพิ่งเปิดศูนย์ความเป็นเลิศใหม่ที่มีเป้าหมายพัฒนาอินเทอร์เน็ตเชิงควอนตัมไปเมื่อวันที่ 17 กันยายน พ.ศ. 2561 ชื่อว่า “Center for Hybrid Quantum Networks (Hy-Q)”  ใน Niels Bohr Institute ที่ University of Copenhagen โดยมีงบประมาณสนับสนุน 62 ล้านโครเนอร์ (ประมาณ 310 ล้านบาท) จาก Danish National Research Foundation  ส่วนที่สหรัฐอเมริกา ร่างกฎหมายเพื่อขอใช้เงิน 1.2 พันล้านดอลลาร์ (ประมาณ 3.9 หมื่นล้านบาท) สำหรับระยะเวลา 10 ปี เพื่อสนับสนุนการ R&D ด้านการคำนวณเชิงควอนตัมและการสื่อสารเชิงควอนตัมได้ถูกนำเข้าสู่การพิจารณาของสภาคองเกรสแล้ว

 

        ในเอเชียนั้นมีข่าวลือว่าสาธารณรัฐประชาชนจีนจะลงทุนนับพันล้านดอลลาร์สหรัฐจัดตั้งศูนย์วิจัยควอนตัมขึ้นที่เมืองเหอเฝ่ (Hefei) เมืองหลวงของมณฑลอันฮุย (Anhui) ส่วนที่ประเทศญี่ปุ่น ได้มีการจัดสรรงบประมาณ 30 พันล้านเยน (ประมาณ 8.7 พันล้านบาท) สำหรับโครงการการคำนวณเชิงควอนตัมเริ่มตั้งแต่ปีงบประมาณ 2561 แต่ที่ประเทศสิงคโปร์ได้มีการจัดตั้งศูนย์วิจัย Centre for Quantum Technologies (CQT) ขึ้นตั้งแต่เมื่อปีพ.ศ. 2550 ส่วนของบ้านเรายังไม่เคยได้ยินชัดๆเลยว่าเหล่าผู้นำองค์กรด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (S&T) ชั้นนำของประเทศคิดทำอะไรกันในเรื่องนี้..........ไม่คิดจะนำ S&T ของชาติพุ่งไปในอนาคตเหมือนบ้านอื่นเมืองอื่นกันบ้างหรือครับ ?