4 کشور پیشرو در فناوری کوانتوم امنیت و سلامت در عصر جدید محاسبات

به گزارش سئو مئو، فناوری کوانتومی که در چند دهه اخیر به یکی از جالب ترین و پرآوازه ترین حوزه های علمی و صنعتی جهان تبدیل گشته است، در راه تغییرات بنیادین در نحوه پردازش اطلاعات و حل مسایل پیچیده قرار دارد.
به گزارش سئو مئو به نقل از مهر؛ این فناوری بخصوص در سالیان اخیر با پیشرفت های چشم گیر و دستاوردهای جدیدی که در عرصه های مختلف علمی و صنعتی حاصل شده، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. برای درک بهتر اهمیت این تحول، باید به این نکته توجه کرد که محاسبات کوانتومی نه فقط یک تکنولوژی جدید درنظر گرفته می شود، بلکه به عنوان یکی از مفاهیم تحول آفرین در دنیای تکنولوژی های جدید، پیشرفت های آن می تواند انقلابی در خیلی از صنایع بوجود آورد. در صورتیکه کامپیوتر های کلاسیک با بهره گیری از بیت های صفر و یک اطلاعات را پردازش می کنند، محاسبات کوانتومی از «کیوبیت ها» (Quantum Bits) بهره می برد که قادرند به شکل همزمان در چندین حالت مختلف قرار گیرند. این خصوصیت به کامپیوتر های کوانتومی این امکان را می دهد که مسایل پیچیده ای را که برای کامپیوتر های کلاسیک حل آنها دشوار یا نا ممکن است، در مدت زمان بسیار کوتاه تری حل کنند. در نتیجه، این فناوری می تواند به حل مسائلی بپردازد که با روش های سنتی نمی توان به آنها پاسخ داد. همچون این مسایل می توان به موارد پیچیده تری مانند شبیه سازی های مولکولی در تحقیقات دارویی، پیش بینی های پیچیده در بازارهای مالی و طراحی مواد جدید در علوم مواد اشاره نمود. اما به رغم این ظرفیتهای فوق العاده، همچنان فناوری کوانتومی در مراحل ابتدایی توسعه خود قرار دارد و هنوز برای دستیابی به مرحله ای که کاملا کاربردی و مقاوم در مقابل خطا باشد، نیاز به زمان و تحقیقات بیشتری است. با این وجود، در سالیان اخیر شاهد ظهور پیشرفت های قابل توجهی در این زمینه بوده ایم که نویدبخش نزدیک شدن به مرحله تجاری سازی و کاربرد عملی این فناوری در صنایع مختلف است. بطور مثال، در اواخر سال ۲۰۲۴، شرکت هایی نظیر گوگل، مایکروسافت و آی بی ام دستاوردهایی در حوزه ساخت پردازنده های کوانتومی اعلام نمودند که نشان دهنده شروع یک دوره ی جدید در علم محاسبات است. این دستاوردها نه فقط پیشرفت های علمی در حوزه محاسبات کوانتومی را نشان می دهند، بلکه بازتاب دهنده ظرفیتهای بالقوه ای هستند که هم اکنون در صنایع مختلف ظهور یافته اند. مهر در این نوشتار کوتاه به بررسی وضعیت فناوری کوانتومی در سال ۲۰۲۵ می پردازد. این بررسی شامل تحلیل دستاوردهای اخیر، چالش های موجود در راه توسعه این فناوری و کاربردهای آن در صنعت و تجارت خواهد بود. نگاه کلی به تحول در محاسبات کوانتومی همانطور که ذکر شد، فناوری کوانتومی، برخلاف کامپیوتر های کلاسیک که اطلاعات را به شکل بیت های صفر و یک پردازش می کنند، از کیوبیت ها (کوانتوم بیت ها) برای انجام محاسبات استفاده می نماید. این کیوبیت ها قادرند خصوصیت های عجیب و پیچیده ای را برای پردازش اطلاعات به کار گیرند که برای کامپیوتر های سنتی نا ممکن است. در سال ۲۰۲۴، شرکت هایی همچون گوگل، مایکروسافت و آی بی ام، پیشرفت های بزرگی در توسعه سخت افزار و الگوریتم های کوانتومی اعلام نمودند که مبین ورود این فناوری به مراحل عملیاتی و کاربردی است. یکی از مهم ترین تحولات در این مورد، اعلام ساخت چیپ های مبتنی بر کیوبیت های توپولوژیکی (Topological Qubits) از جانب شرکت فناوری مایکروسافت بود. چیپ های مذکور با بهره گیری از ذراتی به نام «مادیورانا» (Majorana Fermions)، از خصوصیت های جدیدی برای کاهش خطا و بهبود مقیاس پذیری بهره می برند. این موفقیت می تواند بشکل قابل توجهی سرعت دستیابی به کامپیوتر های کوانتومی کاربردی را افزایش دهد. کاربردهای فناوری کوانتومی دنیای واقعی و صنعت محاسبات کوانتومی تا سال ۲۰۲۵ به مرحله ای رسیده اند که دیگر تنها در دنیای نظریه و لابراتوار ها مورد بررسی قرار نمی گیرد و کاربردهای عملی و تجاری آن درحال گسترش است. در صنایع مختلف، همچون داروسازی، هوافضا، انرژی و امنیت ملی، پیشرفت های قابل توجهی درحال رخ دادن است. به صورت مثال، شرکت های داروسازی درحال استفاده از قدرت محاسبات کوانتومی برای کشف داروهای جدید و بهینه سازی مولکول ها هستند. به اعتقاد کارشناسان، به کارگیری این فناوری می تواند سرعت تحقیقات دارویی را به صورت قابل ملاحظه ای افزایش دهد. همینطور در صنعت هوافضا، شرکتها از محاسبات کوانتومی برای بهبود عملکرد کاتالیزورهای سلول های سوختی هیدروژنی و باتری های الکتریکی استفاده می نمایند. این پیشرفت ها در حوزه بهبود کارآمدی انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می تواند به تغییرات اساسی در صنعت حمل و نقل هوایی و خودروسازی منجر شود. چالش ها و موانع در راه توسعه فناوری کوانتومی باآنکه پیشرفت های بزرگی در حوزه محاسبات کوانتومی انجام شده است، اما هنوز چالش های زیادی بر سر راه رسیدن به کامپیوتر های کوانتومی کاملا کاربردی و مقاوم در مقابل خطا وجود دارد. یکی از بزرگ ترین چالش ها، مشکل «خطای کوانتومی» است که می تواند به دقت محاسبات صدمه وارد کند. تحقیقات در حوزه بهبود دقت و رفع خطا در عملیات کوانتومی همچنان درحال پیشرفت است، اما برای دستیابی به کامپیوتر های کوانتومی قابل اعتماد، نیاز به زمان و منابع بیشتر وجود دارد. علاوه بر این، مقیاس پذیری و هزینه های توسعه فناوری کوانتومی هم از دیگر موانع مهم در این راه شمرده می شود. ساخت یک کامپیوتر کوانتومی با تعداد زیادی کیوبیت برای انجام محاسبات پیچیده نیازمند منابع محاسباتی بسیار بالا و زیرساخت های پیچیده است که می تواند در کوتاه مدت قابل تحقق نباشد. فرصت های اقتصادی و تجاری توسعه فناوری کوانتومی به اعتقاد خیلی از متخصصان، فناوری کوانتومی نه فقط یک ابزار محاسباتی جدید است، بلکه این امکان را دارد که به یک «مزیت رقابتی» برای کشورهای پیشرفته و شرکت های فعال در این زمینه تبدیل گردد. سرمایه گذاری در عرصه پژوهش و توسعه فناوری کوانتومی، می تواند به نوآوری در قسمت های مختلف اقتصادی منجر شود و در نهایت به رشد پایدار و توسعه اقتصادی کشورها کمک نماید. برای درک بهتر این مزیت، می توان به نقش تحول آفرین فناوری کوانتومی در عرصه اقتصاد و صنعت اشاره نمود. در قسمت مالی، محاسبات کوانتومی پیش بینی های دقیق تر از تغییرات بازار را میسر می سازد و در صنعت مواد، طراحی مواد جدید با خصوصیت های خاص را تسهیل می نماید. هم اکنون و در سطح جهانی، کشورهای مختلف بشدت درحال سرمایه گذاری در عرصه پژوهش و توسعه فناوری کوانتومی هستند. چین، ایالات متحده، آلمان و کره جنوبی همچون کشورهای پیشرو دراین خصوص به شمار می روند. در چنین شرایطی، رقابت در این زمینه نه فقط برای دستیابی به تکنولوژی های جدید بلکه برای جذب نخبگان علمی و پژوهشی هم شدت گرفته است. از همین روی، کشورهایی که بتوانند در توسعه فناوری کوانتومی پیشتاز باشند، قادر خواهند بود در حوزه هایی چون امنیت سایبری، پیش بینی های اقتصادی و دفاع ملی به مزیت های قابل توجهی دست یابند. سال ۲۰۲۵؛ نقطه بلوغ نسبی فناوری کوانتومی بر مبنای برآوردهای صورت گرفته، فناوری کوانتومی در سال ۲۰۲۵ به نقطه ای رسیده است که می توان آنرا به عنوان یک نقطه عطف در تاریخ توسعه تکنولوژی های جدید دانست. هرچند که هنوز چالش های فنی و عملیاتی زیادی در راه تبدیل کامپیوتر های کوانتومی به ابزارهای قابل اعتماد و کاربردی وجود دارد، پیشرفت های اخیر در این زمینه مبین تغییرات عمده ای در نحوه تفکر و رفتار در صنعت و علم است. این پیشرفت ها تنها به محدوده های تحقیقاتی محدود نشده اند، بلکه وارد دنیای واقعی و تجاری شده اند و آغاز به تأثیرگذاری در صنایع مختلف کرده اند. یکی از نکات مهمی که در این راه باید مد نظر قرار گیرد اینست که فناوری کوانتومی به سبب خصوصیت های خاص خود، نه فقط به عنوان یک ابزار محاسباتی جدید، بلکه به عنوان یک «مزیت رقابتی» برای کشورها و شرکتها مطرح می شود. همانطور که در دنیای امروز، سرمایه گذاری در حوزه پژوهش و توسعه فناوری های پیشرفته مانند هوش مصنوعی و بلاک چین به یکی از ارکان قدرت اقتصادی و سیاسی تبدیل گشته است، فناوری کوانتومی هم در آینده ای نه چندان دور، به ابزاری راهبردی تبدیل خواهد شد و کشورهای پیشرو دراین خصوص نه فقط به مزایای اقتصادی، بلکه به تسلط بر استانداردهای نوین و چالش های امنیتی جهانی خواهند رسید. جمع بندی با توجه به اینکه فناوری کوانتومی درحال گذراندن مراحل مختلف توسعه خود است، کشورهای پیشرفته ای که بتوانند به سرعت در این زمینه سرمایه گذاری کنند و نخبگان علمی و پژوهشی را جذب نمایند، قادر خواهند بود از پتانسیل های عظیم این فناوری بهره برداری کنند. این کشورها می توانند باتوجه به نیازهای بومی و راهبردی خود، از این فنآوری برای حل مسایل پیچیده ای چون پیش بینی های اقتصادی، شبیه سازی های مولکولی برای داروسازی، بهینه سازی های تولید و انرژی و حتی بهبود فرآیندهای دفاعی و امنیتی بهره گیرند. همچنین، در صورتی غفلت کشورها از رقابت در این عرصه، ممکنست ناگزیر ملزم به وابستگی به دیگر کشورها شوند. محاسبات کوانتومی در سطح صنعتی، می تواند به یک موتور تحول و نوآوری در خیلی از صنایع تبدیل گردد. در صنایع دارویی، بخصوص در فرایند کشف داروهای جدید و طراحی مولکول ها، این فناوری پتانسیل عرضه راهکارهای سریع تر و دقیق تر را دارد. در قسمت مالی، محاسبات کوانتومی این توانایی را دارد که پیچیدگی های مدلهای اقتصادی و پیش بینی های بازار را با دقت بیشتری تحلیل کند. همینطور در صنایع حمل و نقل، انرژی و حتی کشاورزی، این فناوری می تواند به بهینه سازی فرآیندها و افزایش کارآمدی کمک نماید. این که محاسبات کوانتومی می تواند برای تغییرات در صنایع مختلف به موتور رشد تبدیل گردد، به این معنا است که نه فقط در قسمت های خاصی از بازار، بلکه در کل اقتصاد جهانی اثرگذار خواهد بود. از همین روی، شرکت هایی که به سرعت به این فناوری روی آورده و آنرا در فرایندهای خود ادغام کنند، می توانند از مزایای آن بهره برداری کنند و موقعیت خویش را به عنوان رهبران صنعتی و نوآوران در بازار جهانی تقویت نمایند. در نهایت، همانطور که در گذشته شاهد تأثیرات انقلابی فناوری هایی چون اینترنت و هوش مصنوعی بر جهان بوده ایم، کارشناسان معتقدند که محاسبات کوانتومی هم می تواند بشکلی مشابه دنیای فناوری را تغییر دهد. تغییراتی که در ابتدا ممکنست در پشت صحنه و در مقیاس های کوچک آغاز شود، بزودی به تحولی بزرگ در دنیای تجارت و علم تبدیل خواهد شد. این در حالیست که برای بهره برداری کامل از این فنآوری، نیاز به سرمایه گذاری های مستمر، تحقیقات پیشرفته و تربیت نیروی انسانی متخصص وجود دارد. کشورها، دولت ها و بخش های خصوصی باید از حالا به شکل جدی در حوزه توسعه این فناوری برای آینده ای که در آن محاسبات کوانتومی در زندگی روزمره به کار گرفته می شود، گام بردارند.

منبع: سئو مئو