Original Title: Quantum Computing and AI in the Cloud
Source: doi.org/10.55662/JCIR.2024.4101
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

កុំព្យូទ័រកង់ទិច និងបញ្ញាសិប្បនិម្មិតនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាក្លោដ

ចំណងជើងដើម៖ Quantum Computing and AI in the Cloud

អ្នកនិពន្ធ៖ Harish Padmanaban (Independent AI Researcher & Site Reliability Engineering lead with Investment Banking)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2024, Journal of Computational Intelligence and Robotics

វិស័យសិក្សា៖ Information Technology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះស្រាវជ្រាវពីការបញ្ចូលគ្នារវាងកុំព្យូទ័រកង់ទិច (Quantum Computing) និងបញ្ញាសិប្បនិម្មិត (AI) នៅក្នុងបរិស្ថានក្លោដ (Cloud) ដើម្បីស្វែងយល់ពីសក្តានុពលផ្លាស់ប្តូរដំណើរការទិន្នន័យ និងបញ្ហាប្រឈមនានាដែលកើតមាន។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះវិភាគលើអក្សរសិល្ប៍ និងទ្រឹស្តីដើម្បីពិនិត្យមើលទំនាក់ទំនងរវាងបច្ចេកវិទ្យាទាំងបីនេះ ដោយផ្តោតលើកម្មវិធីជាក់ស្តែងនិងយន្តការសន្តិសុខ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Classical Machine Learning in the Cloud
ការរៀនរបស់ម៉ាស៊ីនបែបបុរាណនៅលើក្លោដ
ងាយស្រួលក្នុងការដាក់ពង្រាយ មានហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធស្រាប់ (Scalability) និងចំណាយតិចនាពេលបច្ចុប្បន្ន។ មានកម្រិតក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាស្មុគស្មាញ និងដំណើរការទិន្នន័យតាមលំដាប់លំដោយ (Sequential) ដែលស៊ីពេលយូរ។ អាចប្រើប្រាស់បានទូទៅក្នុងការវិភាគទិន្នន័យ ប៉ុន្តែមិនអាចសម្រេចបានល្បឿនកម្រិតអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលសម្រាប់ទិន្នន័យធំៗ និងងាយរងការវាយប្រហារពីកុំព្យូទ័រកង់ទិច។
Quantum Machine Learning (QML)
ការរៀនរបស់ម៉ាស៊ីនបែបកង់ទិច
ផ្តល់នូវល្បឿនអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលក្នុងការគណនា និងអាចដំណើរការទិន្នន័យស្របគ្នា (Parallel) តាមរយៈលក្ខណៈ Superposition។ ផ្នែករឹងនៅមានកម្រិត ងាយរងការរំខានដោយកត្តាបរិស្ថាន (Decoherence) និងទាមទារការកែតម្រូវកំហុស (Error Correction) ស្មុគស្មាញ។ បង្កើនប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការសម្គាល់គំរូ (Pattern Recognition) និងការដោះស្រាយបញ្ហាបង្កើនប្រសិទ្ធភាព (Optimization Tasks)។
Quantum-Safe Encryption & QKD
ការអ៊ិនគ្រីបការពារកង់ទិច និងការចែករំលែកសោបំប្លែងកង់ទិច
ផ្តល់សុវត្ថិភាពខ្ពស់បំផុតទប់ទល់នឹងការវាយប្រហារពីកុំព្យូទ័រកង់ទិចនាពេលអនាគត និងការពារឯកជនភាពទិន្នន័យ AI បានល្អ។ ក្បួនដោះស្រាយនៅថ្មី ទាមទារថាមពលគណនាខ្ពស់ និងពិបាកធ្វើសមាហរណកម្មជាមួយហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធក្លោដចាស់ៗ។ ធានាបាននូវការសម្ងាត់និងភាពត្រឹមត្រូវនៃទិន្នន័យរសើប និងម៉ូដែល AI នៅក្នុងបរិស្ថានក្លោដ តាមរយៈ Homomorphic Encryption និង TEEs។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ឯកសារនេះបានបញ្ជាក់ថាការរួមបញ្ចូលបច្ចេកវិទ្យាកង់ទិចនិង AI ទាមទារការវិនិយោគលើធនធានកុំព្យូទ័រធំធេង និងផ្នែករឹងកម្រិតខ្ពស់ ដើម្បីធានាបាននូវដំណើរការល្អនិងសន្តិសុខរឹងមាំ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ឯកសារនេះគឺជាការសិក្សាស្រាវជ្រាវបែបទ្រឹស្តី និងការពិនិត្យឡើងវិញនូវអក្សរសិល្ប៍ ដូច្នេះវាមិនមានការប្រើប្រាស់សំណុំទិន្នន័យ (Dataset) ឬផ្តោតលើប្រជាសាស្ត្រជាក់លាក់ណាមួយឡើយ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការខ្វះខាតការសាកល្បងលើទិន្នន័យជាក់ស្តែងមានន័យថាការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យានេះនៅមានកម្រិត និងទាមទារការស្រាវជ្រាវបន្ថែមដើម្បីធានាភាពស៊ីសង្វាក់ជាមួយហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធក្នុងស្រុក។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រកង់ទិចនៅជារឿងអនាគត ប៉ុន្តែគោលគំនិតនៃការការពារទិន្នន័យនិងការវិភាគទិន្នន័យរហ័សគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់កម្ពុជាក្នុងការត្រៀមខ្លួនជាមុន។

ជារួម កម្ពុជាគួរតែចាប់ផ្តើមបណ្តុះបណ្តាលធនធានមនុស្សនិងធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពគោលនយោបាយសន្តិសុខសាយប័រពីពេលនេះ ដើម្បីអាចទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ និងការពារហានិភ័យពីបដិវត្តន៍បច្ចេកវិទ្យាកង់ទិច។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃកង់ទិចនិង AI: និស្សិតគួរចាប់ផ្តើមរៀនពីទ្រឹស្តីកង់ទិចនិងការសរសេរកូដដោយប្រើប្រាស់ Qiskit របស់ IBM ឬ PennyLane ដែលជាបណ្ណាល័យកូដចំហ (Open-source) សម្រាប់ Quantum Machine Learning ។
  2. អនុវត្តលើប្រព័ន្ធក្លោដជាក់ស្តែង: បង្កើតគណនីនិងអនុវត្តការក្លែងធ្វើ (Simulation) ម៉ូដែលកង់ទិចនិង AI តាមរយៈថ្នាលពពកដូចជា IBM Quantum ExperienceAWS Braket ដើម្បីស្វែងយល់ពីរបៀបដំណើរការជាក់ស្តែង។
  3. សិក្សាពីក្បួនដោះស្រាយសុវត្ថិភាពសាយប័រ: ធ្វើការស្រាវជ្រាវនិងរៀនអនុវត្ត Quantum-Safe Encryption និង Homomorphic Encryption ដើម្បីយល់ពីរបៀបការពារទិន្នន័យរសើបនៅក្នុងប្រព័ន្ធក្លោដ។
  4. អភិវឌ្ឍវិធីសាស្ត្រកូនកាត់ (Hybrid Approach): អនុវត្តការសរសេរកូដដែលរួមបញ្ចូលគ្នារវាងការគណនាបែបបុរាណនិងបែបកង់ទិច (Hybrid Quantum-Classical) ដោយផ្តោតលើបញ្ហា Optimization ដោយប្រើប្រាស់ PyTorch ផ្គួបជាមួយប្រព័ន្ធកង់ទិច។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Quantum Machine Learning (QML) ការប្រើប្រាស់ទ្រឹស្តីកង់ទិចដើម្បីបង្កើនល្បឿន និងសមត្ថភាពនៃក្បួនដោះស្រាយបញ្ញាសិប្បនិម្មិត (AI) ឱ្យរៀន និងវិភាគទិន្នន័យបានលឿនជាកុំព្យូទ័រធម្មតា ដោយប្រើប្រាស់ Qubits ។ ដូចជាការបង្រៀនសិស្សពូកែដែលមានខួរក្បាលអាចគិតរឿងរាប់ពាន់ក្នុងពេលតែមួយ ឱ្យដោះស្រាយលំហាត់គណិតវិទ្យាបានលឿនជាងសិស្សធម្មតា។
Superposition លក្ខណៈពិសេសមួយរបស់កង់ទិចដែលអនុញ្ញាតឱ្យ Qubit មួយអាចស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពច្រើនក្នុងពេលតែមួយ (ឧទាហរណ៍៖ ជាតម្លៃ ០ ផង និង ១ ផង) ជាជាងមានតែមួយស្ថានភាពនៅពេលជាក់លាក់ណាមួយ ដែលជួយដល់ការគណនាស្របគ្នា (Parallel computing) ។ ដូចជាកាក់ដែលកំពុងវិលនៅលើអាកាស ដែលយើងអាចចាត់ទុកថាវាជាក្បាលផង និងកន្ទុយផងក្នុងពេលតែមួយ រហូតដល់វាធ្លាក់ដល់ដី។
Quantum Advantage ចំណុចដែលកុំព្យូទ័រកង់ទិចអាចដោះស្រាយបញ្ហាស្មុគស្មាញ ឬធ្វើការគណនាជាក់លាក់ណាមួយបានលឿនជាងកុំព្យូទ័រធម្មតា (Classical computer) ដែលកុំព្យូទ័រធម្មតាមិនអាចធ្វើបានក្នុងរយៈពេលដ៏សមស្រប។ ដូចជាការប្រើប្រាស់យន្តហោះដើម្បីធ្វើដំណើរឆ្លងទ្វីប ដែលលឿននិងមានប្រសិទ្ធភាពជាងការជិះកង់រាប់ពាន់ដង។
Quantum Key Distribution (QKD) បច្ចេកទេសបំប្លែងនិងចែករំលែកសោសម្ងាត់ដោយប្រើប្រាស់គោលការណ៍រូបវិទ្យាកង់ទិច ដែលធានាថាប្រសិនបើមានអ្នកលួចស្តាប់ ឬលួចយកទិន្នន័យតាមផ្លូវ ស្ថានភាពកង់ទិចនឹងប្រែប្រួល ហើយប្រព័ន្ធនឹងដឹងខ្លួនភ្លាមៗ។ ដូចជាការផ្ញើសំបុត្រដែលបិទត្រាវេទមន្ត បើមានអ្នកលួចបើកមើលតាមផ្លូវ សំបុត្រនោះនឹងប្តូរពណ៌ភ្លាមៗដើម្បីឱ្យអ្នកទទួលដឹង។
Homomorphic Encryption បច្ចេកទេសអ៊ិនគ្រីបកម្រិតខ្ពស់ដែលអនុញ្ញាតឱ្យប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រ ឬ AI អាចធ្វើការគណនាលើទិន្នន័យដែលបានលាក់ (Encrypted) រួចរាល់ ដោយមិនចាំបាច់បំប្លែងវាទៅជាទិន្នន័យធម្មតាវិញនោះទេ ដែលជួយការពារឯកជនភាពយ៉ាងពិតប្រាកដ។ ដូចជាការឱ្យជាងជួសជុលរបស់របរនៅក្នុងប្រអប់ដែលចាក់សោរ ដោយឱ្យគាត់លូកដៃចូលតាមស្រោមដៃភ្ជាប់នឹងប្រអប់ ដោយមិនឱ្យគាត់មើលឃើញពីរបស់នោះផ្ទាល់។
Decoherence បាតុភូតដែលស្ថានភាពកង់ទិច (Quantum state) បាត់បង់លក្ខណៈពិសេសរបស់វា ដោយសារការរំខានពីកត្តាបរិស្ថានជុំវិញ (ដូចជាកម្តៅ ឬរលកម៉ាញេទិក) ដែលធ្វើឱ្យកុំព្យូទ័រកង់ទិចងាយនឹងបង្កើតកំហុសក្នុងការគណនា។ ដូចជាពពុះសាប៊ូដែលផុយស្រួយ ហើយវានឹងបែកភ្លាមៗនៅពេលមានខ្យល់បក់ ឬមានធូលីប៉ះពាល់វា។
Trusted Execution Environments (TEEs) តំបន់សុវត្ថិភាពដាច់ដោយឡែកនៅក្នុងប្រព័ន្ធដំណើរការ (Processor) របស់ម៉ាស៊ីនមេក្លោដ ដែលការពារកូដ AI និងទិន្នន័យមិនឱ្យត្រូវគេលួចចូលមើល ឬកែប្រែបាន សូម្បីតែពីសំណាក់អ្នកគ្រប់គ្រងប្រព័ន្ធ (Admin) ក៏ដោយ។ ដូចជាបន្ទប់ដែកសម្ងាត់មួយនៅក្នុងធនាគារ ដែលសូម្បីតែអ្នកគ្រប់គ្រងធនាគារក៏មិនអាចចូលបានបើគ្មានកូនសោពិសេសពីម្ចាស់គណនី។
Secure Multi-Party Computation (SMPC) ពិធីការសុវត្ថិភាពដែលអនុញ្ញាតឱ្យភាគីច្រើនអាចចូលរួមចំណែកទិន្នន័យដើម្បីបង្វឹកម៉ូដែល AI រួមគ្នា ដោយមិនចាំបាច់បង្ហាញទិន្នន័យដើមរបស់ពួកគេទៅកាន់ភាគីផ្សេងទៀត ឬម៉ាស៊ីនមេកណ្តាលឡើយ។ ដូចជាមនុស្សមួយក្រុមចង់ដឹងថានរណាមានប្រាក់ខែច្រើនជាងគេ ដោយមានវិធីគណនាដោយមិនបាច់ប្រាប់តួលេខប្រាក់ខែពិតប្រាកដរៀងៗខ្លួនឱ្យអ្នកណាដឹងនោះទេ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖