Original Title: A Study on Quantum Computing
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការសិក្សាអំពីកុំព្យូទ័រកង់ទិច (Quantum Computing)

ចំណងជើងដើម៖ A Study on Quantum Computing

អ្នកនិពន្ធ៖ Mohammad Shahbaz Khan (ABES Institute of Technology Ghaziabad), Pawan Sharma (Inmantec Institutions, Ghaziabad), Swati Tyagi (Inmantec Institutions, Ghaziabad)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2020, Journal of Xi'an University of Architecture & Technology

វិស័យសិក្សា៖ Computer Science

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ឯកសារនេះធ្វើការសិក្សាពីសក្តានុពល និងការវិវត្តនៃកុំព្យូទ័រកង់ទិច (Quantum Computing) ដែលមានសមត្ថភាពដោះស្រាយបញ្ហាស្មុគស្មាញហួសពីសមត្ថភាពរបស់កុំព្យូទ័របុរាណ ព្រមទាំងការគំរាមកំហែងនិងដំណោះស្រាយលើសុវត្ថិភាពទិន្នន័យ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់ការពិនិត្យឡើងវិញនូវអក្សរសិល្ប៍ (Literature Review) និងទ្រឹស្តី ដើម្បីវិភាគពីគោលការណ៍មេកានិចកង់ទិច និងកម្មវិធីប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងរបស់វា។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Classical Computing
កុំព្យូទ័របុរាណ (Classical Computing)
មានល្បឿនលឿនសម្រាប់ប្រតិបត្តិការទូទៅ តម្លៃសមរម្យ និងងាយស្រួលប្រើប្រាស់សម្រាប់ការងារប្រចាំថ្ងៃ។ មិនអាចដោះស្រាយបញ្ហាដែលមានភាពស្មុគស្មាញកម្រិតអិចស្ប៉ូណង់ស្យែលបានលឿន (ឧ. ការបំបែកកូដកម្រិតខ្ពស់) និងងាយរងគ្រោះក្នុងការលួចស្កាត់ទិន្នន័យពេលបញ្ជូន។ ទាមទារឱ្យប្រើប្រាស់រហូតដល់ ១០^៨៦ bits ដើម្បីអាចធ្វើគំរូនៃឱសថប៉េនីស៊ីលីន (Penicillin) បាន។
Quantum Computing
កុំព្យូទ័រកង់ទិច (Quantum Computing)
មានល្បឿនលឿនជាលំដាប់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែលក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាស្មុគស្មាញ និងផ្តល់សុវត្ថិភាពទិន្នន័យដាច់ខាតតាមរយៈគោលការណ៍រូបវិទ្យាកង់ទិច (QKD)។ ងាយរងការរំខានពីមជ្ឈដ្ឋានខាងក្រៅ (Electrical interference) ត្រូវការរក្សាក្នុងសីតុណ្ហភាពត្រជាក់ខ្លាំងជិតសូន្យដាច់ខាត និងត្រូវការពេលវេលាយូរទៀតដើម្បីអាចប្រើប្រាស់ទូលំទូលាយ។ ប្រើប្រាស់ត្រឹមតែ ២៨៦ qubits ប៉ុណ្ណោះសម្រាប់ការធ្វើគំរូឱសថប៉េនីស៊ីលីន និងអាចរកឃើញកំហុសភ្លាមៗបើនរណាម្នាក់ព្យាយាមលួចអានទិន្នន័យដែលកំពុងបញ្ជូន។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអភិវឌ្ឍនិងថែរក្សាកុំព្យូទ័រកង់ទិចទាមទារបរិក្ខាររូបវន្តដ៏ស្មុគស្មាញ និងការគ្រប់គ្រងបរិស្ថានយ៉ាងតឹងរ៉ឹងបំផុត ដែលបច្ចុប្បន្នមានតែក្រុមហ៊ុនបច្ចេកវិទ្យាយក្សប៉ុណ្ណោះដែលអាចធ្វើបាន។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ឯកសារនេះគឺជាការសិក្សាបែបពិនិត្យឡើងវិញ (Literature Review) លើទ្រឹស្តីកង់ទិច ដែលផ្អែកលើរបកគំហើញរបស់ស្ថាប័នធំៗនៅប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍ (ដូចជា Google និង IBM) និងមិនបានប្រើប្រាស់សំណុំទិន្នន័យជាក់លាក់ណាមួយនោះទេ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការខ្វះខាតហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធស្រាវជ្រាវផ្នែករឹង (Hardware) ធ្វើឱ្យបច្ចេកវិទ្យានេះហាក់នៅឆ្ងាយ ប៉ុន្តែការយល់ដឹងពីទ្រឹស្តីគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់ការត្រៀមខ្លួនទប់ទល់នឹងហានិភ័យសន្តិសុខសាយប័រនាពេលអនាគត។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាបច្ចេកវិទ្យាកុំព្យូទ័រកង់ទិចមិនទាន់អាចយកមកប្រើប្រាស់ទូលំទូលាយនៅកម្ពុជាភ្លាមៗក៏ដោយ ក៏ទ្រឹស្តីនិងកម្មវិធីរបស់វាមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ត្រៀមខ្លួនក្នុងវិស័យយុទ្ធសាស្ត្រ។

សរុបមក កម្ពុជាគួរតែផ្តោតលើការកសាងធនធានមនុស្ស ការរៀបចំកម្មវិធីសិក្សា និងការស្រាវជ្រាវតាមរយៈ Cloud-based platforms ជាជាងការគិតគូរពីការវិនិយោគលើផ្នែករឹង (Hardware) នាពេលបច្ចុប្បន្ន។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃគណិតវិទ្យា និងរូបវិទ្យាកង់ទិច: និស្សិតត្រូវពង្រឹងចំណេះដឹងជាមុនលើមុខវិជ្ជា Linear Algebra, Probability ព្រមទាំងគោលការណ៍រូបវិទ្យាកង់ទិចជាមូលដ្ឋានដូចជា Superposition, Entanglement និងការអានទិន្នន័យពី Bloch Sphere
  2. សាកល្បងសរសេរកូដកង់ទិចតាមប្រព័ន្ធ Cloud: បង្កើតគណនីនៅលើ IBM Quantum Experience ដើម្បីសិក្សា និងសាកល្បងសរសេរកូដសៀគ្វីកង់ទិច (Quantum Circuits) ដោយដំណើរការលើម៉ាស៊ីនពិតតាមរយៈ Cloud។ គួរសិក្សាពីភាសាសរសេរកូដដូចជា Qiskit (Python framework)
  3. ស្រាវជ្រាវស៊ីជម្រៅលើផ្នែកសន្តិសុខសាយប័រកង់ទិច (Quantum Cryptography): សម្រាប់និស្សិតដែលចាប់អារម្មណ៍ខាង Cybersecurity គួរសិក្សាពីរបៀបដំណើរការរបស់ Quantum Key Distribution (QKD) និងចាប់ផ្តើមស្រាវជ្រាវពី Post-Quantum Cryptography Algorithms ដើម្បីការពារប្រព័ន្ធទិន្នន័យពីការគំរាមកំហែងនៅថ្ងៃអនាគត។
  4. បង្កើតក្រុមស្រាវជ្រាវ និងអនុវត្តគម្រោងខ្នាតតូច: និស្សិតនៅតាមសាកលវិទ្យាល័យ (ឧ. គរុកោសល្យព័ត៌មានវិទ្យា) អាចបង្កើតក្រុមសិក្សា Study Groups ដើម្បីសាកល្បងអនុវត្តក្បួនដោះស្រាយដ៏ល្បីដូចជា Shor's AlgorithmGrover's Algorithm នៅលើកម្មវិធី Quantum Simulators

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Qubit (Quantum Bit) ឯកតាទិន្នន័យមូលដ្ឋាននៅក្នុងកុំព្យូទ័រកង់ទិច ដែលអាចស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព 0, 1 ឬទាំង 0 និង 1 ក្នុងពេលតែមួយ (តាមរយៈបាតុភូត Superposition) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យម៉ាស៊ីនដំណើរការទិន្នន័យបានលឿនមហាសាលជាលំដាប់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែល។ ដូចជាកាក់ដែលកំពុងវិលនៅលើតុ ដែលយើងមិនទាន់ដឹងថាវាចេញខាងក្បាល ឬខាងកន្ទុយ រហូតទាល់តែវាធ្លាក់ដល់ដី (មានន័យថាវាមានលទ្ធភាពជាទាំងពីរក្នុងពេលតែមួយពេលកំពុងវិល)។
Superposition បាតុភូតមេកានិចកង់ទិចដែលអនុញ្ញាតឱ្យភាគល្អិត (ដូចជា Qubit) ស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពច្រើនជាងមួយក្នុងពេលតែមួយ ជាជាងការស្ថិតក្នុងស្ថានភាពដាច់ខាតណាមួយ (ដូចជា 0 ឬ 1 ដូចប៊ីតក្នុងកុំព្យូទ័រធម្មតា)។ ដូចជាមនុស្សម្នាក់ដែលអាចស្ថិតនៅទីតាំងពីរផ្សេងគ្នាក្នុងពេលតែមួយ រហូតទាល់តែមានអ្នកណាម្នាក់សម្លឹងមើលទៅគាត់ ទើបគាត់បង្ហាញខ្លួននៅទីតាំងណាមួយជាក់លាក់។
Entanglement បាតុភូតរូបវិទ្យាដែលភាគល្អិតពីរ ឬច្រើនមានទំនាក់ទំនងគ្នាទៅវិញទៅមកយ៉ាងស្អិតរមួត ដែលការប្រែប្រួលស្ថានភាពនៃភាគល្អិតមួយនឹងជះឥទ្ធិពលភ្លាមៗទៅលើភាគល្អិតមួយទៀត ទោះបីជាពួកវានៅឆ្ងាយពីគ្នាប៉ុណ្ណាក៏ដោយ។ ដូចជាកូនភ្លោះវេទមន្តពីរនាក់ បើទោះជានៅឆ្ងាយពីគ្នាពាន់គីឡូម៉ែត្រ បើម្នាក់ត្រូវគេខាំ ម្នាក់ទៀតក៏មានអារម្មណ៍ឈឺចាប់ភ្លាមៗក្នុងពេលតែមួយ។
Bloch Sphere តំណាងរាងធរណីមាត្រ (ជារាងស្វ៊ែរ) ដែលប្រើដើម្បីបង្ហាញពីរដ្ឋ ឬស្ថានភាពផ្សេងៗរបស់ Qubit មួយ ដែលចំណុចនៅលើផ្ទៃស្វ៊ែរតំណាងឱ្យប្រូបាប៊ីលីតេនៃស្ថានភាព 0 និង 1 និងស្ថានភាពចម្រុះរបស់វា។ ដូចជាផែនដីអញ្ចឹង ប៉ូលខាងជើងគឺលេខ 0 ប៉ូលខាងត្បូងគឺលេខ 1 ចំណែកឯទីតាំងផ្សេងៗទៀតនៅលើផ្ទៃផែនដីគឺជាស្ថានភាពចម្រុះរវាង 0 និង 1។
Quantum Teleportation ដំណើរការនៃការបញ្ជូនព័ត៌មានស្ថានភាពកង់ទិចពីទីតាំងមួយទៅទីតាំងមួយទៀតដោយប្រើប្រាស់បាតុភូត Entanglement ដោយមិនចាំបាច់បញ្ជូនភាគល្អិតរូបវន្តផ្ទាល់នោះទេ តែប្រើការពឹងផ្អែកលើអន្តរកម្មនៃភាគល្អិត។ ដូចជាការផ្ញើឯកសារតាមម៉ាស៊ីនទូរសារ (Fax) តែជំនួសឱ្យការផ្ញើក្រដាស វាបំផ្លាញចោលទម្រង់ដើមនៅកន្លែងផ្ញើ ហើយបង្កើតច្បាប់ចម្លងដូចបេះបិទនៅកន្លែងទទួលភ្លាមៗ។
Quantum Cryptography ការប្រើប្រាស់គោលការណ៍កង់ទិច ដើម្បីបង្កើតប្រព័ន្ធកូដនីយកម្មទិន្នន័យ (Encryption) ដែលមានសុវត្ថិភាពខ្ពស់បំផុត ដែលរាល់ការប៉ុនប៉ងលួចស្ទាក់អានទិន្នន័យដោយ Hacker នឹងធ្វើឱ្យខូចទម្រង់កង់ទិច និងផ្តល់សញ្ញាព្រមាន។ ដូចជាការផ្ញើសំបុត្រក្នុងស្រោមសំបុត្រវេទមន្ត បើមានអ្នកលួចហែកមើលតាមផ្លូវ សំបុត្រនោះនឹងឆេះជាផេះភ្លាមៗ ហើយអ្នកទទួលនឹងដឹងខ្លួនថាមានគេលួចមើល។
Quantum Key Distribution (QKD) វិធីសាស្ត្រជាក់លាក់មួយនៅក្នុងគ្រីបតូក្រាហ្វីកង់ទិច សម្រាប់ចែករំលែកសោសម្ងាត់ (Secret Key) រវាងភាគីពីរដោយប្រើប្រាស់ពន្លឺ (Photons) ដែលរៀបចំតាមក្បួនកង់ទិច ដើម្បីធានាថាគ្មានជនទីបីណាអាចលួចចម្លងសោនេះបាន។ ដូចជាការហុចកូនសោសម្ងាត់ឱ្យគ្នាដោយប្រើពន្លឺឡាស៊ែរតាមខ្សែកាប ដែលបើមានអ្នកកាត់ពន្លឺនោះដើម្បីលួចថតចម្លងកូនសោ ពន្លឺនោះនឹងប្តូរពណ៌ ឬខូចទ្រង់ទ្រាយភ្លាមៗជាសញ្ញាប្រកាសអាសន្ន។
Quantum Supremacy ចំណុចសំខាន់ក្នុងប្រវត្តិសាស្ត្រដែលកុំព្យូទ័រកង់ទិចអាចដោះស្រាយបញ្ហាគណិតវិទ្យាដ៏ស្មុគស្មាញមួយបានក្នុងរយៈពេលខ្លី ដែលកុំព្យូទ័របុរាណដែលខ្លាំងបំផុត (Supercomputers) មិនអាចធ្វើបាន ឬត្រូវប្រើពេលរាប់ពាន់ឆ្នាំ។ ដូចជារថយន្តស្ព័រទំនើបដែលអាចបើកបរពីភ្នំពេញទៅសៀមរាបក្នុងពេល ៣វិនាទី ខណៈដែលរទេះសេះត្រូវចំណាយពេលរាប់សប្តាហ៍ ទើបទៅដល់។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖