در این رشته توییت پس از مصاحبه دیشب سردار فدوی که بخشی از آن در مورد کوانتوم بود خلاصه وار و به طور کلی در مورد فناوریهای کوانتومی مینویسیم، که در صورت علاقه بعدها هر یک از این فناوریها را در رشته توییت های جداگانه بیشتر باز خواهیم کرد. 
فناوریهای کوانتومی ترجمهای از اصول نظری فیزیک کوانتوم هستند که منشا آنها در سال ۱۹۰۰ میلادی با کشف کوانتوم (بستههای انرژی) و به سبب آن قانون تابش اجسام سیاه (black body radiation)، توسط فیزیکدان شهیر آلمانی و برنده جایز نوبل ماکس پلانک و نه ابن عربی آغاز شد.
به طور کلی، فناوری های کوانتومی هنوز به بلوغ نرسیده اند اما با این حال می توانند پیامدهای مهمی برای آینده رایانه، سنجش، رمزگذاری و ارتباطات بخصوص در عرصه نظامی داشته باشند.
کاربردهای کوانتومی بر تعدادی از مفاهیم کلیدی از جمله برهم نهی (superposition)، بیت های کوانتومی (کیوبیت) و درهم تنیدگی تکیه می کنند. برهم نهی به توانایی سیستم های کوانتومی برای وجود همزمان در دو یا چند حالت یا وضعیت کوانتومی اشاره دارد. کیوبیت یک واحد محاسباتی است که
از اصل برهم نهی برای رمزگذاری اطلاعات استفاده می کند. یک رایانه کلاسیک اطلاعات را در بیت هایی که می توانند حالتهای دوتایی 0 یا 1 را نشان می دهند رمزگذاری می کند، در حالی که یک کامپیوتر کوانتومی اطلاعات را در کیوبیت ها کد می کند، که
هر کدام می توانند 0، 1 یا ترکیبی از 0 و 1 را همزمان نشان دهند. بنابراین، قدرت یک کامپیوتر کوانتومی با افزودن هر کیوبیت به صورت تصاعدی افزایش می یابد!
درهم تنیدگی به عنوان یک ویژگی خاص در فیزیک کوانتوم تعریف می شود که در آن دو یا چند جسم کوانتومی در یک سیستم می توانند به طور ذاتی به هم متصل باشند به طوری که اندازه گیری یکی از دو جسم کوانتومی نتایج اندازه گیری احتمالی را برای دیگر جسم صرف نظر از فاصله این دو شیء کوانتومی
تعیین می کند بدون اینکه نیازی باشد جسم دوم را بسنجیم. درهم تنیدگی پشتوانه تعدادی از کاربردهای نظامی بالقوه فناوری کوانتومی است. با این حال، به دلیل شکنندگی (ناپایداری) حالتهای کوانتومی، که می توانند با حرکت، تغییرات دما یا سایر عوامل محیطی مثل تابش امواج الکترمغناطیس مختل شوند،
استفاده از حالت درهم تنیدگی کوانتومی در فناوریهای کوانتومی بسیار دشوار است. در مجموعه فناوریهای کوانتومی سه فناوری بیشترین شانس برای عملیاتی شدن دارند، که عبارتند از سنجش کوانتومی، رایانه کوانتومی، و ارتباط کوانتومی.
سنجش کوانتومی از اصول فیزیک کوانتومی برای یک سنسور (حسگر) استفاده می کند. این بالغ ترین کاربرد نظامی فناوری های کوانتومی است و در حال حاضر برای استفاده در ماموریت های نظامی آماده شده است. سنجش کوانتومی می تواند تعدادی از قابلیت های نظامی پیشرفته را ارائه دهد.
به عنوان مثال، سنسورهای کوانتومی میتوانند گزینه دیگری از موقعیت یابی و ناوبری را ارائه دهد که به نظامیان اجازه می دهد تا با عملکرد کامل در محیط های دارای درجه تضعیفی از GPS یا فاقد از GPS به فعالیت خود ادامه دهند! علاوه بر این، حسگرهای کوانتومی می توانند به طور بالقوه در
نقش جمع آوری اطلاعات، نظارت و شناسایی مورد استفاده قرار گیرند. توسعه موفقیت آمیز و استقرار چنین سنسورهایی می توانند منجر به پیشرفت های قابل ملاحظه ای در تشخیص مکان زیردریایی ها شود و به نوبه خود قابلیت بقاء حامل های بازدارنده هسته ای در دریا را به خطر اندازد! حسگرهای کوانتومی
همچنین می توانند پرسنل نظامی را قادر سازند تا ساختارهای زیرزمینی یا مواد هسته ای را به دلیل حساسیت شدید آنها در برابر اختلالات محیطی تشخیص دهند. حساسیت سنسورهای کوانتومی می تواند به طور بالقوه نظامیان را قادر به تشخیص انتشارات الکترومغناطیسی کند،
بنابراین توانایی های جنگ الکترونیکی را افزایش داده و به طور بالقوه در مکان یابی نیروهای دشمن پنهان کمک می کند!
رایانه های کوانتومی تنها مدل شناخته شده برای محاسبات هستند که می تواند نسبت به رایانه های امروزی سرعت را به صورت تصاعدی افزایش دهد. نکته حائز اهمیت اینجا است که این افزایش تصاعدی سرعت این گونه نیست که تعداد زیادی از محاسبات به صورت موازی مثل آنچه که
در کارتهای گرافیکی صورت میپذیرد، انجام بشود، در واقع رایانه کوانتومی بر پایه parallel computing نیست، بلکه این افزایش سرعت به گونه پیچیده دیگری اتفاق می افتد که در پستهای مربوطه باز خواهم کرد. رایانه های کوانتومی در مراحل اولیه توسعه قرار دارند، اما می توانند
پیامدهایی برای آینده هوش مصنوعی (AI)، رمزگذاری و سایر رشته ها داشته باشند. در این راستا رایانه های کوانتومی می توانند به طور بالقوه اطلاعات طبقه بندی شده یا طبقه بندی نشده ذخیره شده و رمزگذاری شده را رمزگشایی کنند و به دشمنان اجازه دهند به اطلاعات حساس نظامی دسترسی پیدا کنند.
برای شکستن روش های رمزنگاری فعلی، به پیشرفت های قابل توجهی در محاسبات کوانتومی نیاز است و برآوردها نشان می دهند که برای شکستن روشهای رمزگذاری فعلی، یک کامپیوتر کوانتومی با حدود ۲۰ میلیون کیوبیت مورد نیاز است. با این حال، پیشرفته ترین رایانه های کوانتومی امروزه به طور کلی
بیش از ۱۰۰ کیوبیت ندارند! کاربردهای عملی رایانه های کوانتومی احتمالاً تنها پس از بهبود نرخ خطا و توسعه الگوریتم های کوانتومی جدید، ابزارهای نرم افزاری و سخت افزار محقق خواهد شد. هیچ تضمینی وجود ندارد که این چالش های فنی برطرف شوند. یک نمونه اولیه رایانه ای کوانتومی که قادر به
شکستن روش های رمزگذاری فعلی است، می تواند در بازه زمانی ۱۰ تا ۲۰ سال آینده توسعه یابد. به همین دلیل، توسعه، استانداردسازی و استقرار رمزنگاری پسا کوانتومی برای به حداقل رساندن احتمال وقوع یک فاجعه امنیتی
پس از عملیاتی شدن رایانههای کوانتومی بسیار مهم است، به عبارت دیگر، از الان باید به فکر رمز گذاری اطلاعات در دنیای پس از ورود رایانههای کوانتومی بود!
در مورد سوم و آخر از این فناوری ها ارتباطات کوانتومی از لحاظ نظری می تواند یک شبکه ایمن از سنسورهای نظامی کوانتومی، رایانه ها و سایر سیستم ها را ایجاد کند که نسبت به یک شبکه ارتباطی کلاسیک از عملکرد بسیار بهتری در عرصه امنیت برخوردار خواهد بود. شبکه سازی علاوه بر این می تواند
استحکام چنین سیستم هایی را در برد تقویت کند، بنابراین محیط های بالقوه ای را که می توان در آنها مستقر شد (به عنوان مثال، خارج از محیط های آزمایشگاهی که به طور کلی برای حفظ حالتهای کوانتومی شکننده مورد نیاز است) گسترش می دهد. این می تواند کاربرد نظامی ارتباطات کوانتومی را به
میزان قابل توجهی افزایش دهد. خوشباختانه کشور ما هم در این زمینه به پیشرفتهای قابل توجهی هم در آزمایشگاه و هم فراتر از آن دست یافته است که در صورت بهینه سازی این انتقال ارتباط کوانتومی موضوع احتمال شنود بین نظامیان منتفی خواهد شد!
• • •
Missing some Tweet in this thread? You can try to
force a refresh
