فناوری کوانتومی با تکیه بر اصول برهم‌نهی و درهم‌تنیدگی در حال تبدیل شدن به یکی از پایه‌های اصلی صنعت آینده است. کیوبیت‌ها امکان محاسبه هم‌زمان حالت‌ها را فراهم می‌کنند و به همین دلیل، شبیه‌سازی مولکولی، طراحی مواد، مدیریت شبکه انرژی و پژوهش دارویی با سرعت بالاتر انجام می‌شود.
در کنار رایانش، حسگرها و ارتباطات کوانتومی وارد مرحله استفاده عملی شده‌اند و امنیت، سلامت و صنعت را متحول می‌کنند. پیوند رو‌به‌رشد هوش مصنوعی و کوانتوم می‌تواند یادگیری ماشین را شتاب دهد و عملکرد سامانه‌ها را بهبود بخشد.
با وجود چالش‌هایی مانند خطاپذیری، نبود معیار واحد و دشواری مقیاس‌پذیری، مسیر توسعه روشن است. رایانش کوانتومی در آینده نه جایگزین، بلکه مکمل محاسبات کلاسیک خواهد بود و به‌صورت یک لایه سرعت‌بخش در کنار آن قرار می‌گیرد.
انقلاب کوانتومی؛ گذر از خیال به واقعیت صنعتی
نویسنده: تحریریه فناوری
تاریخ انتشار: ۲۷ نوامبر ۲۰۲۵
منبع: خبرنامه فناوری و نوآوری شرکت «زیمنس»
شبکه اطلاع‌رسانی روابط‌عمومی ایران (شارا) || در پژوهشگاه‌های پیشرفته جهان، نسل تازه‌ای از فناوری در حال شکل‌گیری است که می‌تواند ماهیت محاسبه، امنیت و طراحی صنعتی را دگرگون کند: رایانش کوانتومی. این فناوری بر پایه اصول مکانیک کوانتومی عمل می‌کند و به دلیل توانایی کیوبیت‌ها در حضور هم‌زمان در چندین حالت، ظرفیتی ایجاد می‌کند که برای رایانش کلاسیک دست‌نیافتنی است. این مقاله تصویری روشن و کاربردی از وضعیت کنونی، چالش‌ها و آینده این فناوری ارائه می‌کند.
۱. چرا رایانش کوانتومی ویژه است؟
در رایانش کلاسیک، بیت تنها می‌تواند صفر یا یک باشد. اما در جهان کوانتومی، کیوبیت‌ها قادرند هم‌زمان چندین حالت را اشغال کنند. این ویژگی که «برهم‌نهی» نام دارد، همراه با «درهم‌تنیدگی»—یعنی پیوند ذرات حتی در فاصله‌های بسیار بلند—توان محاسباتی شگفت‌انگیزی ایجاد می‌کند. این توانایی‌ها به‌زودی می‌تواند مسائلی مانند مدیریت شبکه‌های انرژی، برنامه‌ریزی لجستیک، شبیه‌سازی صنعتی، و طراحی مواد و دارو را با سرعتی بی‌سابقه پیش ببرد.
۲. معماری رایانه کوانتومی؛ جهان نزدیک صفر مطلق
درون یک رایانه کوانتومی شرایطی برقرار است که از محیط بیرونی بسیار متفاوت‌تر است: دماهای نزدیک صفر مطلق، مواد ابررسانا، یون‌های سردشده، و در برخی روش‌ها، فوتون‌هایی که در دمای محیط کنترل می‌شوند. این تنوع معماری نشان می‌دهد فناوری هنوز به استاندارد واحد نرسیده است. تاکنون هیچ سامانه‌ای برتری عملی کامل را اثبات نکرده، اما مسیر پیشرفت روشن است و انتظار می‌رود طی سال‌های آینده به نقطه جهش برسد.
۳. فاصله میان وعده و واقعیت
سامانه‌های کوانتومی امروزی خطاپذیرند، مقیاس‌پذیری دشوار است، و توسعه آنها هزینه بالایی دارد. با این حال، شواهد ریاضی—همچون الگوریتم «شور»—پتانسیل این فناوری را تأیید می‌کند. نخستین کاربردهای صنعتی نیز در حال شکل‌گیری است: شبیه‌سازی مولکولی، کشف مواد جدید، توسعه باتری‌ها، بهبود سلول‌های خورشیدی و نوآوری در داروسازی. این روند آغاز مرحله «کاربردهای واقعی» است.
۴. پیشگامان خاموش؛ حسگرها و ارتباطات کوانتومی
درحالی‌که رایانش کوانتومی هنوز در مرحله توسعه است، حسگرهای کوانتومی وارد جهان واقعی شده‌اند. این حسگرها قادرند فعالیت مغزی را با دقت بالا اندازه‌گیری کنند، نقص‌های ساختاری مواد را تشخیص دهند و میدان‌های گرانشی را با تفکیک بی‌سابقه ثبت کنند. ارتباطات کوانتومی نیز در اروپا با شبکه‌های آزمایشی توزیع امن کلید آغاز شده است. پژوهشگاه‌های برجسته در حال ساخت زیرساخت‌هایی هستند که امنیت آینده را شکل خواهند داد.
۵. هم‌افزایی آینده؛ زمانی که هوش مصنوعی به کوانتوم می‌رسد
یکی از روندهای مهم آینده، پیوند هوش مصنوعی و رایانش کوانتومی است.
امروز: هوش مصنوعی در تنظیم، کالیبراسیون و کاهش خطا در سامانه‌های کوانتومی نقش دارد.
فردا: اصول کوانتومی ممکن است فرایندهای یادگیری ماشین را شتاب دهند.
این هم‌افزایی می‌تواند انرژی، تولید، بهداشت و اقتصاد دیجیتال را متحول کند.
۶. چالش‌ها و مسیر پیش رو
مهم‌ترین چالش‌ها عبارت‌اند از: نبود معیار واحد برای سنجش توان کوانتومی، تنوع زیاد رویکردهای سخت‌افزاری، ظرفیت پایین اصلاح خطا، و نبود الگوهای مقایسه‌ای مشخص. پیش‌بینی غالب این است که رایانش کوانتومی جایگزین رایانش کلاسیک نمی‌شود، بلکه به‌صورت یک «لایه شتاب‌دهنده» در کنار آن عمل خواهد کرد.
۷. آینده صنعتی؛ از داستان علمی تا واقعیت
پیشرفت‌ها در اصلاح خطا، مواد نو و الگوریتم‌های ترکیبی، فاصله میان «علم» و «کاربرد» را کاهش می‌دهد. تحلیل‌های صنعتی نشان می‌دهد فناوری کوانتومی می‌تواند:
-
فرایندهای تولید را بهینه کند،
-
شبکه‌های انرژی را مقاوم‌تر سازد،
-
مدل‌های تجاری نو ایجاد کند،
-
و صنایع را وارد مرحله‌ای از سرعت و دقت بی‌سابقه نماید.
انقلاب کوانتومی آغاز شده است. پرسش اصلی دیگر «آیا» نیست، بلکه «چه زمانی».
با کلیک روی لینک زیر به کانال تلگرام ما بپیوندید:
برای اطلاعات بیشتر درباره روابط عمومی و اخبار سازمان‌های مختلف، می‌توانید به وبسایت شارا مراجعه کنید.
انتهای پیام/