فناوری کوانتومی قرار است اقتصاد جهانی را در دهه آینده تغییر شکل دهد

به گزارش خبرنگار دانش و فناوری خبرگزاری دانشجو، فناوری کوانتومی در مقایسه با محاسبات مرسوم، سرعت پردازش را به میزان قابل توجهی افزایش خواهد داد و طی ۱۰ سال آینده بر تمام بخش‌های کلیدی اقتصادی تأثیر خواهد گذاشت.

فناوری کوانتومی با توان ایجاد جهشی عظیم در سرعت پردازش نسبت به محاسبات مرسوم، در آستانه دگرگون‌کردن تمام بخش‌های کلیدی اقتصاد جهان طی ۱۰ سال آینده قرار دارد. پیش‌بینی می‌شود این فناوری تریلیون‌ها دلار ارزش اقتصادی ایجاد کند و نخستین تأثیرات خود را در صنایعی، چون صنایع شیمیایی، علوم زیستی، امور مالی و حمل‌ونقل بگذارد.

کارشناسان معتقدند فناوری کوانتومی به تمامی بخش‌های حیاتی اقتصاد نفوذ خواهد کرد و ما را وارد دوره‌ای خواهد ساخت که به احتمال زیاد «عصر پساکوانتومی» نام خواهد گرفت؛ دورانی با یک اکوسیستم نوآورانه متمایز که «اقتصاد کوانتومی» خوانده می‌شود. با وجود این ظرفیت عظیم، آگاهی عمومی از این فناوری همچنان اندک است؛ شکافی که شبکه اقتصاد کوانتومی و نهاد‌های مشابه تلاش دارند آن را پر کنند.

فناوری کوانتومی در هر بخش کلیدی اقتصاد نفوذ کرده و تأثیر خواهد گذاشت و ما را به دوره‌ای می‌برد که احتمالاً به عنوان دوران پساکوانتومی از آن یاد می‌شود. این امر در مجموع یک تأثیر اقتصادی و یک اکوسیستم اقتصادی متمایز ایجاد می‌کند که ما آن را اقتصاد کوانتومی می‌نامیم.

فناوری کوانتومی می‌تواند در دهه آینده تریلیون‌ها دلار ارزش داشته باشد و صنایع شیمیایی، علوم زیستی، امور مالی و حمل و نقل در اولویت قرار دارند تا از مزایای آن بهره‌مند شوند.

اما فناوری کوانتومی برای مخاطبان گسترده‌تر نسبتاً ناشناخته است. همانطور که سارکار اشاره کرد، فقدان آشکار آگاهی و درک از این فناوری وجود دارد - شکاف دانشی که شبکه اقتصاد کوانتومی انجمن به دنبال غلبه بر آن است؛ بنابراین فناوری کوانتومی دقیقاً چیست و چگونه می‌تواند اقتصاد ما را تا تریلیون‌ها دلار تحت تأثیر قرار دهد؟

فناوری کوانتومی چیست؟

فناوری کوانتومی مبتنی بر اصول مکانیک کوانتومی است. اینها قوانین فیزیک هستند که در مورد ذرات زیر اتمی اعمال می‌شوند و به کار فیزیکدانانی از جمله نیلز بور، ورنر هایزنبرگ و اروین شرودینگر در دهه ۱۹۲۰ برمی‌گردند. فناوری کوانتومی چیز جدیدی نیست. این فناوری اولین بار با توسعه انرژی هسته‌ای مطرح شد و برای نیمه‌هادی‌هایی که در تلفن همراه و بسیاری از دستگاه‌های دیگر پیدا می‌کنید، اساسی است.

یکی از زمینه‌های اصلی که امروزه فناوری کوانتومی در آن به کار می‌رود، محاسبات کوانتومی است که امکان پردازش داده‌ها را اساساً متفاوت از رایانه‌های معمولی فراهم می‌کند.

در قلب محاسبات کوانتومی، یک بیت کوانتومی (کیوبیت) وجود دارد که معادل کوانتومی یک بیت کلاسیک است، بنیادی‌ترین واحد برای رمزگذاری اطلاعات. در حالی که یک بیت می‌تواند در حالت روشن یا خاموش (۰ یا ۱) باشد، یک کیوبیت می‌تواند در حالت ۰ یا ۱ - یا ترکیبی از هر دو - باشد. این به دلیل اثر برهم‌نهی در نظریه کوانتومی است، به این معنی که ذرات می‌توانند همزمان در چندین حالت وجود داشته باشند.

محاسبات کوانتومی نه تنها می‌تواند افزایش قابل توجهی در عملکرد پردازش ایجاد کند، بلکه پتانسیل حل مسائل پیچیده را بسیار سریع‌تر از حتی قدرتمندترین ابررایانه‌های امروزی نیز دارد.

علاوه بر محاسبات کوانتومی، بسیاری از فناوری‌های کوانتومی دیگر در مراحل مختلف توسعه هستند، از جمله حسگر‌های کوانتومی بسیار حساس و شبکه‌های داده کوانتومی.

کوانتوم ۱۰۰ سال است که وجود دارد. مدت زیادی است که وجود دارد. ما تازه الان داریم آن را در سخت‌افزار و نرم‌افزار لازم برای استقرارش آشکار می‌کنیم.

کاربرد‌های فناوری کوانتومی چیست؟

همانطور که ربکا کراوتهامر، یکی از بنیانگذاران و مدیر ارشد محصولات QuSecure، اشاره می‌کند، اگرچه سرعت بخشیدن به محاسبات یکی از مزایای فناوری کوانتومی است، اما چیزی بیش از یک ارتقاء به محاسبات مرسوم است.

در این روز‌های اولیه، بسیاری از مردم فکر می‌کنند که یک کامپیوتر کوانتومی قرار است یک کامپیوتر کلاسیک بهتر، سریع‌تر و قوی‌تر باشد. اما اینطور نیست. آنها به یک شکل فکر نمی‌کنند؛ و بنابراین، برای مثال، ما هرگز یک صفحه گسترده با قدرت کوانتومی نخواهیم داشت.

در عوض، کارشناسان برخی از بزرگترین تأثیرات را در حوزه‌هایی مانند حسگر‌ها و ارتباطات پیش‌بینی می‌کنند. حسگر‌های کوانتومی می‌توانند بسیار حساس‌تر از حسگر‌های کلاسیک باشند.

حسگر‌های کوانتومی وجود دارند که امروزه می‌توانند برای کاربرد‌های مفید مورد استفاده قرار گیرند و با گذشت زمان و بلوغ فناوری، بهتر نیز خواهند شد. اما حتی امروز، آنها در حال حاضر برای دستگاه‌های پزشکی نسل بعدی، حصار جغرافیایی، ناوبری و کشف مواد معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند.»

برای مثال، یک سیستم ناوبری کوانتومی این پتانسیل را دارد که بر آسیب‌پذیری‌های فعلی GPS مانند قطعی‌های فنی، حملات سایبری و اختلالات جوی غلبه کند و با دقت بسیار بالاتری مکان‌یابی و ناوبری کند.

حوزه دیگر ارتباطات و شبکه‌سازی است. ارتباطات کوانتومی امکان انتقال امن اطلاعات را فراهم می‌کند و در نتیجه شبکه‌سازی و اتصال اینترنتی امن‌تری را به ارمغان می‌آورد.

شما شاهد شبکه‌های امن کوانتومی خواهید بود. شما شاهد شبکه‌هایی خواهید بود که در واقع کامپیوتر‌های کوانتومی را به هم متصل می‌کنند، چیزی که به آن اینترنت کوانتومی می‌گویند و یکی از اهداف دولت بریتانیا است.

عوامل کلیدی برای پیشرفت فناوری کوانتومی چیست؟

مانند دولت بریتانیا، سیاست‌گذاران و دولت‌های سراسر جهان در حال سرمایه‌گذاری در فناوری کوانتومی هستند تا مشارکت خود را در اقتصاد کوانتومی آینده تضمین کنند، و در حال حاضر چین در این زمینه پیشرو است.

همانطور که مجمع جهانی اقتصاد در طرح اقتصاد کوانتومی خود اشاره می‌کند، باید یک زنجیره ارزش کامل ساخته شود. در حالی که با زنجیره‌های تأمین موجود - به عنوان مثال نیمه‌هادی‌ها، فناوری نانو و فوتونیک - تلاقی وجود خواهد داشت، ارتباطات بسیار بیشتری باید ایجاد شود. این مجمع انتظار دارد که همکاری بین‌المللی برای هماهنگ کردن تمام عناصر مورد نیاز برای تولید ارزش توسط اقتصاد کوانتومی حیاتی باشد.

در عین حال، این طرح هشدار می‌دهد که باید از «شکاف کوانتومی» اجتناب شود، به خصوص با توجه به شکاف دیجیتالی قابل توجهی که در حال حاضر وجود دارد و این واقعیت که تلاش‌های کوانتومی در حال حاضر در کشور‌های خاصی متمرکز شده‌اند.

یکی دیگر از اولویت‌ها برای پیشرفت فناوری کوانتومی، ایجاد نیروی کار با سواد کوانتومی در بخش‌های اقتصادی است. طبق گزارش مک‌کینزی، اتحادیه اروپا در حال حاضر بیشترین تعداد و تراکم استعداد‌های فناوری کوانتومی را دارد و پس از آن هند قرار دارد. با این حال، تقاضا احتمالاً افزایش خواهد یافت و ایجاد یک خط لوله قوی از استعداد‌ها برای بهره‌مندی از رشد مورد انتظار در محاسبات کوانتومی اساسی خواهد بود.

اما هنوز مسائل فناوری وجود دارد که باید حل شوند، به ویژه در زمینه امنیت سایبری. به عنوان مثال، همانطور که کراوتهامر تأکید کرد، با بهبود قابلیت‌های محاسبات کوانتومی، «رایانه‌های کوانتومی قادر خواهند بود آنچه را که استاندارد رمزگذاری پذیرفته شده بوده است، بشکنند؛ و این رمزگذاری است که تقریباً بر تمام ارتباطات امن در سراسر جهان تأثیر می‌گذارد یا آن را امکان‌پذیر می‌کند.

با این حال، فناوری کوانتومی همچنین نویدبخش رمزگذاری و امنیت بهبود یافته است، به ویژه به لطف فناوری‌ای به نام توزیع کلید کوانتومی.

توزیع کلید کوانتومی روشی بسیار جالب برای استفاده از فناوری‌های کوانتومی برای تبادل کلید‌هایی است که به ایمن نگه داشتن داده‌ها کمک می‌کنند؛ و سپس رمزنگاری پساکوانتومی و رمزگذاری پساکوانتومی وجود دارد. نام آن کمی گیج‌کننده است، اما در واقع به معنای رمزگذاری ایمن کوانتومی است.

سازمان‌ها برای آمادگی در برابر فناوری کوانتومی چه باید بکنند؟

از آنجا که بسیاری از داده‌های ذخیره‌شده امروزی، ماندگاری طولانی خواهند داشت، مهم است که به زمانی فکر کنیم که فناوری کوانتومی به جای یک استثنا، استاندارد باشد.

اما دلیل قوی‌تری برای سازمان‌ها وجود دارد که برای آینده‌ای کوانتومی آماده شوند - بر اساس تکامل هوش مصنوعی مولد.

هوش مصنوعی فناوری‌ای است که مدت‌هاست توسعه یافته و اگر از متخصصان بپرسید، آنها ۱۰ یا ۱۵ سال است که در مورد آن هیجان‌زده هستند. اما برای اکثر مردم، این لحظه ChatGPT چند سال پیش وجود داشت که ناگهان همه به آن توجه کردند.»

کسانی که تغییر را هدایت می‌کردند، اکنون رهبری گروه را بر عهده دارند؛ و کسانی که اصلاً پیش‌بینی نمی‌کردند که این تغییر اتفاق بیفتد، که متأسفانه اکثریت هستند، اکنون در تلاشند تا آن را بفهمند.

تنها توصیه کارشناسان این است که همین الان شروع کنید.