การแสดงภาพสถานะของคิวบิตโดยใช้เทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือน

การแสดงภาพสถานะของคิวบิตโดยใช้เทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือน


ในปัจจุบันได้มีเทคโนโลยีต่าง ๆ มากมายที่ช่วยตอบสนองความต้องการของมนุษย์ไม่ว่าจะเป็นการเก็บข้อมูล ทำธุรกิจ หรือการสื่อสาร ซึ่งการประมวลผลที่รวดเร็วนั้นก็เป็นปัจจัยสำคัญที่จะช่วยให้ตอบสนองให้ทำสิ่งเหล่านี้ได้ง่ายขึ้น

“หน่วยความจำที่ใช้เก็บข้อมูล”

เป็นปัจจัยหนึ่งที่สำคัญในการเพิ่มความรวดเร็วในการประมวลผลข้อมูล

“ควอนตัมคอมพิวเตอร์”

เป็นการพัฒนาที่จะช่วยเพิ่มความรวดเร็วในการประมวลผลข้อมูล

สมาชิกผู้จัดทำ

  1. นายธิติภัทร ฤทธิกุลสิทธิชัย โครงการ วมว. ปีการศึกษา 2564 โรงเรียนดรุณสิกขาลัย
  2. นางสาววรดี ชลนภาสถิตย์ โครงการ วมว. ปีการศึกษา 2564 โรงเรียนดรุณสิกขาลัย
  3. นายสิปปภาส เจริญกุล โครงการ วมว. ปีการศึกษา 2564 โรงเรียนดรุณสิกขาลัย

วัตถุประสงค์

  • เพื่อศึกษาการสร้างโปรแกรมแสดงภาพสถานะและการเปลี่ยนแปลงของ Qubit บน Virtual Reality
  • เพื่อพัฒนาสื่อการสอนเรื่องกลไกการทำงานและสถานะของ Qubit ให้ผู้สนใจซึ่งเป็นคนทั่วไปเข้าใจได้ง่าย

ภาพรวมของการทำงาน

การพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์กำลังถูกพัฒนาไปอย่างรวดเร็วและจะมีบทบาทมากขึ้นในอนาคต เพราะสามารถคำนวนเชิงตัวเลขได้รวดเร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป จึงเหมาะสมที่จะมาใช้ช่วยแก้ปัญหาในหลาย ๆ ด้าน ทั้งนี้หลักการทางควอนตัมยังเป็นพื้นฐานการสร้างเทคโนโลยีแต่ยังเข้าใจได้ยาก ผู้จัดทำจึงได้คิดค้นทำสื่อการเรียนรู้หลักการพื้นฐานของควอนตัมและการทำงานของ Qubit โดยใช้เทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือน ซึ่งจะใช้โปรแรกม Unity ในการสร้างสภาพแวดล้อมขึ้นมา มีการปรับใช้โปรแกรม Blender เพื่อออกแบบวัตถุต่าง ๆ เช่น Bloch Sphere และ Quantum gate

แผนการดำเนินงาน

การนำเสนอผลการออกแบบ

การออกแบบหน้าต่างของผู้ใช้งาน หรือ User Interface (UI) แบ่งเป็นทั้งหมด 3 ห้อง และมีห้องหลักไว้สำหรับเปลี่ยนหัวข้อที่ต้องการจะอ่าน โดยจะแบ่งเนื้อหาเป็น 3 ส่วน

  1. Qubits คือหน่วยพื้นฐานของควอนตัมคอมพิวเตอร์จะแสดงในระบบด้วยเลขฐานสอง คือ 0 และ 1
  2. Superposition เกิดจากการซ้อนทับพร้อมกันของควอนตัมที่สองสถานะหรือมากกว่านั้น ซึ่งทำให้ควอนตัมคอมพิวเตอร์ประมวลผลได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป
  3. Quantum gate คือ Operations ที่เปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง

Main Room

Room 1

Room 2

Room 3

การสร้างโมเดล 3 มิติ โดยใช้โปรแกรม Unity

  • Qubits ในห้องของ Superposition สามารถปรับมุมได้ และสามารถ measurement หรือสามารถตั้งค่าให้กลับไปก่อน measurement ได้ ทำให้ผู้ใช้เห็นว่า Superposition คืออะไร และการเกิด Superposition ส่งผลอย่างไรกับ Qubits
  • ในห้องที่ 3 จะมี โมเดล Quantum gate และ Qubit โดยจะแสดงให้เห็นว่าเมื่อ Qubit ผ่าน Quantum gate แล้วจะเป็นอย่างไร

Qubits Model

Quantum gate Model

ผลการทดลอง

หน้าต่างผู้ใช้งานหรือ User Interface (UI)

  • ห้อง Superposition
  • ห้องหลัก
  • ภาพรวมของโปรแกรม
  • ห้อง Quantum gate

สรุปผลการทดลอง

จากการสร้างโปรแกรมการแสดงภาพสถานะของคิวบิตโดยใช้เทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือน สามารถนำตัว้โปรแกรมเชื่อมต่อกับ VR และแสดงผลบนหน้า UI ได้แล้ว แต่ตอนนี้โปรแกรมยังไม่เสร็จสมบูรณ์ ยังต้องทำการศึกษาและใส่ข้อมูลเพิ่มเติม

ข้อเสนอแนะ

  • เพิ่มฟังก์ชั่นต่าง ๆ ให้เพิ่มขึ้นตามรุ่นของเครื่อง VR ที่ใช้
  • เพิ่มเนื้อหาเชิงลึกของ Qubits


Share with: