เทคโนโลยีแห่งทศวรรษใหม่: AI, ควอนตัม และเทคโนโลยีชีวภาพ

บิตแบบคลาสสิกจะเป็น 0 หรือ 1 อย่างใดอย่างหนึ่ง แต่คิวบิต (qubit) สามารถอยู่ในสถานะผสมทั้ง 0 และ 1 ได้ในเวลาเดียวกัน ซึ่งเรียกว่า การซ้อนทับกัน (superposition)

คิวบิตยังสามารถเชื่อมโยงกันได้ผ่านการพัวพันเชิงควอนตัม (entanglement) โดยสถานะของคิวบิตหนึ่งจะผูกติดกับอีกคิวบิตหนึ่งแม้จะอยู่ห่างกัน อัลกอริทึมควอนตัมใช้คุณสมบัติทั้งสองนี้เพื่อสำรวจความเป็นไปได้มากมายพร้อมกันและเร่งหาคำตอบที่ถูกต้อง

ในขณะเดียวกัน คิวบิตมีความเปราะบางมาก ความร้อน สัญญาณรบกวน และข้อผิดพลาดเล็กน้อยสามารถทำลายสถานะของมันได้ ซึ่งนี่คือปัญหาทางวิศวกรรมที่ใหญ่ที่สุดในสาขานี้

คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาบางอย่างได้เร็วกว่าเครื่องจักรแบบดั้งเดิมอย่างมาก เช่น การจำลองระดับโมเลกุลและการเพิ่มประสิทธิภาพระบบขนส่ง

ในเดือนสิงหาคม 2024 ทาง NIST ได้เผยแพร่มาตรฐานการเข้ารหัสหลังยุคควอนตัมชุดแรก ได้แก่ FIPS 203, 204 และ 205 และได้เสนอให้ยกเลิกวิธีคีย์สาธารณะรุ่นเก่า เช่น RSA และ ECC ภายในปี 2030 ถึง 2035 เนื่องจากผู้ไม่หวังดีอาจจัดเก็บข้อมูลที่เข้ารหัสไว้ในตอนนี้และถอดรหัสในภายหลัง ทำให้องค์กรต่างๆ ต้องเริ่มปรับตัวตั้งแต่เนิ่นๆ

เทคโนโลยีชีวภาพใช้ชีววิทยาเป็นเทคโนโลยี ปัจจุบันพึ่งพาข้อมูลอย่างมาก ทำให้ชีวสารสนเทศศาสตร์ (bioinformatics) เป็นทักษะสำคัญสำหรับนักศึกษาคอมพิวเตอร์

CRISPR เป็นเครื่องมือที่ตัด DNA ณ จุดที่เลือก นักวิทยาศาสตร์ใช้มันเพื่อแก้ไขหรือปิดยีนที่บกพร่อง เวอร์ชันใหม่ๆ เช่น base editing สามารถเปลี่ยนตัวอักษร DNA ตัวเดียวได้โดยไม่ต้องตัดทั้งสาย

ชีววิทยาเชิงสังเคราะห์ก้าวไปไกลกว่านั้น โดยออกแบบชิ้นส่วนทางพันธุกรรม วงจร และสิ่งมีชีวิตใหม่สำหรับยา อาหาร และวัสดุ

การพัฒนายาแบบดั้งเดิมใช้เวลาประมาณสิบปีและมีค่าใช้จ่ายนับพันล้านดอลลาร์ AI ช่วยให้ขั้นตอนเริ่มต้นสั้นลง แม้ว่ายาที่ออกแบบโดย AI จะยังคงต้องผ่านการทดลองทางคลินิกอย่างเต็มรูปแบบก็ตาม

ภาพประกอบจากคลังภาพสต็อก ไม่ใช่ภาพจากเหตุการณ์จริง

การบรรจบกันของเทคโนโลยีหมายความว่าสาขาเหล่านี้ส่งเสริมซึ่งกันและกัน ซึ่งนี่คือจุดที่อาจเกิดความก้าวหน้าครั้งใหญ่ที่สุด ตัวอย่างเช่น การจำลองควอนตัมที่ขับเคลื่อนด้วย AI สำหรับการค้น้ายา โดย AI จะคัดกรองโมเลกุลนับล้านให้เหลือรายการสั้น จากนั้นคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะจำลองตัวเลือกที่ดีที่สุดในรายละเอียด แนวทางแบบผสมผสานนี้ยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัย เนื่องจากเครื่องควอนตัมในปัจจุบันยังมีขนาดเล็กและมีสัญญาณรบกวนเกินกว่าจะทำงานในสเกลการพัฒนายายังไม่เต็มรูปแบบ

ที่มา: Dev.to