کوانتوم چیست؟ / راهی برای حل معادلات پیچیده بشر

- «سازمان انرژی اتمی یکی از سازمان های پیشتاز در امر فناوری‌های نوین و مرزهای دانش و یکی از افتخارآمیزترین سازمان‌ها و نهادهای دولتی است که توانسته قدم های بلندی در عرصه علم و فناوری بردارد»؛ این بخشی از سخنان علی‌اکبر صالحی معاون رئیس‌جمهور و رئیس سازمان انرژی اتمی ایران است که صبح روز شنبه ۲۸ شهریور ۱۳۹۸ در مراسم افتتاحیه «اولین مدرسه تابستانی علوم و فناوری‌های کوانتومی به زبان ساده» مطرح کرد.

به گفته صالحی، دو مفهوم «برهم نهی» و «درهم تنیدگی» دو عنصر اساسی فناوری کوانتومی هستند. با این مفاهیم کوانتوم مکانیک به عنوان یک فناوری شکل می‌گیرد. کوانتوم مکانیک یک پدیده علمی و فنی به دنبال خلق فناوری‌های جدید است. یکی از این فناوری‌ها در حوزه محاسبات است. اگر فناوری کوانتومی در حوزه محاسبات بکار گرفته شود، شاهد ساخت کامپیوتر‌هایی خواهیم بود که از حیث پردازش قابل مقایسه با کامپیوتر‌های موجود نخواهد بود. حالت کامپیوتر کوانتومی نسبت به یک سوپر کامپیوتر در برخی محاسبات همانند سوپرکامپیوتر نسبت به چرتکه است. در این کامپیوتر‌ها هم از برهم نهی و درهم تنیدگی استفاده می‌شود.

رئیس سازمان انرژی اتمی در همین جلسه، از ایجاد «مرکز فناوری‌های کوانتومی» خبر داد و گفت: نقشه راه فناوری‌های کوانتومی تنظیم شده و به شورای عالی انقلاب فرهنگی، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری و مرکز پژوهش‌های مجلس شورای اسلامی ارسال شده است که انشاء الله هر چه زودتر به تصویب برسد و ابلاغ شود.

جواد کریمی‌ثابت معاون سازمان انرژی اتمی نیز در جلسه ۱۳۵ ستاد راهبری اجرای نقشه جامع علمی کشور ضمن تشریح وضعیت فناوری‌های کوانتومی در کشور و ارائه گزارشی از پیشرفت فناوری‌های کوانتومی، گفت: از اوایل قرن بیستم، فناوری‌های کوانتومی در دنیا مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است و به سمت ایجاد یک انقلاب فناوری پیش می‌رود. شروع این فناوری به کشف پدیده درهم‌تنیدگی کوانتومی در سال ۱۹۳۰ بر می‌گردد. در آن سال‌ها تأثیر این پدیده در فناوری قابل پیش‌بینی نبود.

به گفتۀ معاون صالحی، انقلاب اول در فناوری‌های کوانتومی مربوط به پدیده‌هایی مانند تونل‌زنی کوانتومی و لیزر‌ها است به عنوان مثال تصویربرداری ام آر آی یک نمونه است. انقلاب دوم در فناوری‌های کوانتومی بر اساس درهم‌تنیدگی کوانتومی شکل گرفته است که تأثیر شگرفی در فناوری حسگرها، اطلاعات و محاسبات داشته و خواهد داشت.

وی با بیان اینکه فناوری‌های کوانتومی عمدتاً به پنج دسته شامل محاسبات و کامپیوتر‌های کوانتومی، اطلاعات و ارتباطات کوانتومی، شبیه‌سازی کوانتومی، حس‌گر‌های کوانتومی، زیست‌شناسی کوانتومی تقسیم بندی می‌شوند، درباره وضعیت فناوری‌های کوانتومی در ایران می‌گوید: از حدود سال ۲۰۰۰ فعالیت در دانشگاه‌های کشور در حوزه فیزیک کوانتومی آغاز شده است. به منظور ایجاد بستر مناسب در زمینه توسعه فناوری‌های کوانتومی، از سال ۱۳۹۵ اقداماتی از جمله تدوین سند توسعه فناوری‌های کوانتومی، ایجاد زیرساخت‌های لازم مانند آزمایشگاه‌های پیشرفته، تعریف و اجرای پروژه‌های راهبردی، ایجاد شبکه‌ها و خوشه‌های تخصصی و همکاری‌های ملی و بین‌المللی، آموزش و تربیت نیروی انسانی متخصص از بین فارغ‌التحصیلان برتر و تألیف و نشر کتاب‌های متعدد برای گروه‌های مختلف انجام شده است.