پرش کوانتومی: چگونه رایانش نسل بعدی در حال تغییر شکل دنیای ما با سرعت نور است

• زچونگ‌ژي 3.0، یک کامپیوتر کوانتومی ۱۰۵ کیوبیتی از دانشگاه علم و فناوری چین، به‌طور قابل توجهی از پردازنده ویلو گوگل پیشی گرفته است.
• سازمان ملل متحد ۲۰۲۴ را به‌عنوان سال بین‌المللی علم و فناوری کوانتومی اعلام کرده است و تأثیر تحول‌آفرین محاسبات کوانتومی را مورد تأکید قرار می‌دهد.
• پیشرفت‌های کوانتومی وعده‌های نویدبخشی در مدل‌سازی اقلیمی، علم مواد و داروسازی می‌دهند، اما تهدیدات امنیتی برای زیرساخت‌های دیجیتال به همراه دارند.
• اقدامات فعلی امنیت سایبری ناکافی هستند، با توجه به اینکه تنها ۲٪ از اتصالات امن از رمزنگاری مقاوم به کوانتوم استفاده می‌کنند، طبق گفته کلودفلر.
• شاخص آمادگی کوانتوم‌امن ۲۰۲۴ که توسط IBM تهیه شده، امتیاز آمادگی جهانی تنها ۲۱ از ۱۰۰ را نشان می‌دهد و جنوب جهانی با بزرگ‌ترین نابرابری‌ها روبرو است.
• کشورها باید استراتژی‌های تحقیق، مقررات و سرمایه‌گذاری را توسعه دهند تا در پیشرفت فناوری کوانتومی و تاب‌آوری رمزنگاری در خط مقدم باقی بمانند.
• اقدام و نوآوری برای بهره‌برداری از پتانسیل فناوری کوانتومی و اطمینان از اینکه به نفع بشریت باشد، ضروری است.

زیر فولاد سرد آزمایشگاه‌های پیشرفته، یک انقلاب خاموش در حال تغییر بافت دیجیتال جهان ما است. به زچونگ‌ژي 3.0 خوش آمدید: یک قدرت کوانتومی ۱۰۵ کیوبیتی که توسط ذهن‌های درخشان دانشگاه علم و فناوری چین ساخته شده است. مانند صاعقه‌ای که در آسمان می‌درخشد، این غول کوانتومی وظایف مرجع را با سرعتی شگفت‌انگیز یک میلیون بار سریع‌تر از پیشرفت‌های رادیکالی که پردازنده ویلو گوگل به آن‌ها اشاره کرده، انجام می‌دهد.

این جهش فوق‌العاده در قدرت محاسباتی، عصر جدیدی در فناوری را نوید می‌دهد، عصری که در کریدورهای قدرت جهانی و صفحات نشریات علمی طنین‌انداز است. همان‌طور که سازمان ملل به‌طور جاه‌طلبانه‌ای ۲۰۲۴ را به‌عنوان سال بین‌المللی علم و فناوری کوانتومی تعیین کرده است، دستاوردهای اخیر در محاسبات کوانتومی نه تنها به‌موقع هستند بلکه به‌طور عمیق تحول‌آفرین هستند.

در این دنیای جدید شجاعانه، کامپیوترهای کوانتومی در آستانه باز کردن معماهای غیرقابل حل در مدل‌سازی اقلیمی، انقلاب در علم مواد و ایجاد جهش‌های کوانتومی در داروسازی قرار دارند. اما به اندازه‌ای که این امکانات جدید درخشان هستند، سایه‌های طولانی نیز به همراه دارند. تغییرات لرزه‌ای در قابلیت‌های محاسباتی، لرزشی به ستون فقرات افرادی که مسئول امنیت مرزهای دیجیتال ما هستند، می‌فرستد.

پایه‌های رمزنگاری که از معاملات مالی ما، ارتباطات نظامی و عملیات دولتی محافظت می‌کنند اکنون در معرض یک تهدید جدی قرار دارند. به گفته کارشناسانی که نظرات آنتونی بلینکن، وزیر امور خارجه پیشین ایالات متحده را تکرار می‌کنند، پتانسیل اختلال محاسبات کوانتومی نیازمند تقویت‌های فوری است. با توجه به وضعیت فعلی، این قلعه به‌دور از آمادگی است. احیای امنیت سایبری ضروری است زیرا مطالعات فعلی نشان می‌دهد که تنها ۲٪ از اتصالات امن از رمزنگاری مقاوم به کوانتوم استفاده می‌کنند—آمار کلودفلر که آسیب‌پذیری‌ها را به‌طور وسیع و فوری نشان می‌دهد.

شاخص آمادگی کوانتوم‌امن ۲۰۲۴، از طرف IBM، تصویری حتی تیره‌تر به تصویر می‌کشد: امتیاز آمادگی جهانی تنها ۲۱ از ۱۰۰. در همین حال، برخی از سازمان‌های پیشرو جهان سال‌ها از این پیشرفت‌ها عقب مانده‌اند و امتیازی بیشتر از ۴۴ ندارند. نابرابری‌ها واضح است و شکاف‌ها در جنوب جهانی به‌طرز خطرناکی عمیق‌تر است و تهدید می‌کند که شکاف‌های دیجیتال موجود را عمیق‌تر کند.

آنچه که در آغاز عصر کوانتومی واضح است این است که رهبری—در چندین جبهه—باید با مقادیر برابر تحقیق، مقررات و سرمایه‌گذاری پاسخ دهد. کشورها به نقشه‌های راه محکم، لوله‌های استعداد در حال رشد و استراتژی‌های چابک نیاز دارند که اطمینان حاصل کنند که در خط مقدم تاب‌آوری رمزنگاری قرار دارند.

اینکه آیا ما شاهد تحقق وعده‌های فوق‌العاده فناوری کوانتومی خواهیم بود یا اینکه به نیرویی غیرقابل کنترل تبدیل خواهد شد، هنوز مشخص نیست. با این حال، یک چیز در این سمفونی دیجیتال در حال تحول ثابت است: سکوت دیگر طلا نیست. در رقابت برای تسلط کوانتومی، اقدام و نوآوری کلیدهایی هستند که اطمینان حاصل می‌کنند آینده‌ای که فناوری به پیشرفت جمعی بشریت کمک می‌کند، ایجاد شود نه اینکه مانع آن شود.

محاسبات کوانتومی: آیا برای انقلاب آماده‌ایم؟

محاسبات کوانتومی، که توسط پیشرفت‌هایی مانند زچونگ‌ژي 3.0 چین هدایت می‌شود، در آستانه بازتعریف چشم‌انداز فناوری و علم است. همان‌طور که این قدرت کوانتومی ۱۰۵ کیوبیتی افزایش رادیکالی در قابلیت محاسباتی را نشان می‌دهد، مهم است که فراتر از معیارهای عملکرد صرف، به بررسی پیامدهای گسترده‌تر آن و اقداماتی که باید برای بهره‌برداری مسئولانه از پتانسیل آن انجام دهیم، بپردازیم.

چگونه محاسبات کوانتومی صنایع را متحول می‌کند

1. مدل‌سازی اقلیمی: کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند مجموعه‌های وسیعی از داده‌ها را به‌طور کارآمد پردازش کنند و به‌طور بالقوه بینش‌های جدیدی در الگوهای اقلیمی باز کنند و مدل‌های پیش‌بینی را بهبود بخشند. این می‌تواند منجر به استراتژی‌های مؤثرتری برای مبارزه با تغییرات اقلیمی شود.

2. علم مواد: با شبیه‌سازی تعاملات اتمی به‌طور دقیق‌تر، محاسبات کوانتومی می‌تواند نوآوری در مواد را پیش ببرد و منجر به ایجاد مواد قوی‌تر، سبک‌تر و پایدارتر شود.

3. داروسازی: توانایی مدل‌سازی تعاملات مولکولی پیچیده می‌تواند کشف داروها را متحول کند و زمان و هزینه مربوط به ورود داروهای جدید به بازار را به‌طور قابل توجهی کاهش دهد.

محاسبات کوانتومی و امنیت سایبری: شمشیری دو لبه

در حالی که محاسبات کوانتومی وعده‌هایی دارد، همچنین تهدیدی برای تکنیک‌های رمزنگاری فعلی به شمار می‌آید. ماشین‌های کوانتومی می‌توانند به‌طور نظری روش‌های رمزنگاری پرکاربرد مانند RSA و ECC را بشکنند و نیاز فوری به رمزنگاری مقاوم به کوانتوم را برجسته می‌کنند.

مراحل لازم برای آمادگی کوانتوم‌امن

– ارزیابی آسیب‌پذیری‌ها: شناسایی داده‌های حساس و سیستم‌های حیاتی که ممکن است در معرض حملات کوانتومی قرار داشته باشند.

– سرمایه‌گذاری در تحقیق: از آخرین تحولات در الگوریتم‌های مقاوم به کوانتوم و استانداردهای قابل‌اجرا مانند آنهایی که از طرف مؤسسه ملی استانداردها و فناوری (NIST) ارائه شده‌اند، مطلع باشید.

– اجرای رمزنگاری پساکوانتومی: شروع به انتقال ارتباطات و حفاظت از داده‌ها به سیستم‌هایی کنید که از الگوریتم‌های مقاوم به کوانتوم استفاده می‌کنند.

موارد استفاده واقعی و روندهای بازار

– خدمات مالی: بانک‌ها در حال بررسی محاسبات کوانتومی برای بهینه‌سازی استراتژی‌های معاملاتی و مدیریت ریسک هستند، اما با چالش‌های فوری امنیت سایبری روبرو هستند.

– بخش فناوری: شرکت‌های فناوری در حال سرمایه‌گذاری در تأسیسات تحقیقاتی کوانتومی هستند و IBM، گوگل و دیگران در تلاش برای دستیابی به تسلط کوانتومی هستند.

– امنیت ملی: دولت‌ها در حال سرمایه‌گذاری فعال در فناوری کوانتومی برای تأمین شبکه‌های ارتباطی و حفاظت از منافع ملی هستند.

جنجال‌ها و محدودیت‌های محاسبات کوانتومی

با وجود وعده‌هایش، محاسبات کوانتومی با چالش‌های قابل توجهی روبرو است:

– موانع فنی: سیستم‌های کوانتومی به دلیل دکوهیرنس و نویز مستعد خطا هستند و نیاز به تکنیک‌های قوی اصلاح خطا دارند.

– منابع‌بر: ماشین‌های کوانتومی به دماهای بسیار پایین و نگهداری پیچیده نیاز دارند که هزینه‌بر است و برای برخی کاربردها مقرون‌به‌صرفه نیست.

بینش‌ها و پیش‌بینی‌ها برای محاسبات کوانتومی

کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که در دهه آینده، تثبیت و کاربرد عملی محاسبات کوانتومی صنایع را متحول خواهد کرد. با این حال، ادغام این فناوری‌ها باید به دقت مدیریت شود تا خطرات، به‌ویژه در امنیت سایبری، کاهش یابد.

توصیه‌های عملی

– توسعه یک استراتژی کوانتومی: سازمان‌ها باید نقشه‌های راه روشنی برای ادغام محاسبات کوانتومی در عملیات خود تدوین کنند.

– پرورش توسعه استعداد: از برنامه‌های آموزشی و تربیتی که بر محاسبات کوانتومی متمرکز هستند، حمایت کنید تا نیروی کار ماهر ایجاد شود.

– همکاری جهانی: در همکاری‌های بین‌المللی شرکت کنید تا فناوری‌های محاسبات کوانتومی و اقدامات امنیت سایبری استانداردسازی شوند.

نکات سریع برای آینده‌نگری با فناوری‌های کوانتومی

– با آزمایش بر روی پلتفرم‌های محاسبات کوانتومی موجود از شرکت‌های فناوری بزرگ، از کوچک شروع کنید.
– به‌طور منظم دانش تیم خود را در مورد تحولات کوانتومی و رمزنگاری پساکوانتومی به‌روز کنید.
– اکنون استراتژی‌های امنیت سایبری را در اولویت قرار دهید تا از آسیب‌پذیری‌های آینده جلوگیری کنید.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اینکه چگونه فناوری‌های نوظهور جهان ما را شکل می‌دهند، به همکاری با سازمان‌های فناوری پیشرو مانند IBM و Google بپردازید. با ما همراه باشید و در حالی که به عصر کوانتومی قدم می‌گذاریم، مطمئن شوید که فناوری به نفع جمعی ما عمل می‌کند.