قرن بیست و یک، قرن فناوری کوانتومی است

رئیس سازمان انرژی اتمی ایران شب دوشنبه در مراسم رونمایی از دستاورد ارتباط کوانتومی فضای آزاد گفت: قرن بیست و یک، قرن فناوری کوانتومی و این فناوری از اهمیت زیادی برخوردارست.

روابط عمومی هسته پژوهشی کوشا به نقل از پایگاه خبری ریشه: علی اکبر صالحی امشب (دوشنبه) در مراسم رونمایی از دستاورد ارتباط کوانتومی فضای آزاد اظهار داشت: فناوری کوانتومی، فناوری بسیار مهمی است که نقشه راه آن در كشورهای پیشرفته صنعتی از اوایل قرن 21 آغاز شده و در دهه اخیر دنیا به صورت جدی به این عرصه ورود کرده است. مباحث نظری به 80 سال پیش باز می گردد و اواخر دهه 90 میلادی بود که كشورهای غربی در سطح آزمایشگاهی و سخت افزاری به این حوزه وارد شدند. ما نیز از سال 1395 کار عملی را در سازمان انرژی اتمی ایران آغاز كردیم. یکی از مسئولیت های عمده ما رصد تحولات علمی در جهان است تا فناوری هایی که برای کشور مهم است را در اولویت كار خود قرار دهيم و وارد اين حوزه ها شويم.
رئيس سازمان انرژي اتمي ايران در خصوص نحوه كار اين فناوری گفت: روش كار در اين فناوری به اين شكل است كه ابتدا فوتون هاي درهم تنيده را توليد كرده و يك جفت فوتون را از هم جدا مي كنيم و به مقصد موردنظر مي فرستيم. هر اتفاقي براي فوتون باقي مانده در مبدأ ايجاد شود، فوتوني كه در مقصد قرار دارد از آن متأثر است. ازنظر انيشتين اين اتفاقي خارق العاده است و باوجودي كه با محاسبات رياضي مي توان اين پديده را نشان داد ولي هنوز ازنظر مفهومي نمي توان اين پديده را به راحتي درك كرد و مي توان گفت، اين رويداد عجيب و اسرارآميز يكي از آيات الهي است.
معاون رئيس جمهور در خصوص روند پيشرفت اين پروژه افزود: بنده در سال 1395 پس از مطالعه كتابي در اين حوزه، به پژوهشگاه علوم و فنون هسته اي دستور دادم تا روي اين فناوری كار كنند. در سال 1397 پس از 2 سال تلاش شبانه روزي و كار سخت، اولين فوتون هاي درهم تنيده در مركز ملي علوم و فنون ليزر ايران توليد شد. اين كار به لطف همكاران جوان، متخصص، غيور و دانش آموخته داخلي ما كه از لحاظ علمي و اعتقادي انسان هاي وارسته اي هستند به ثمر رسيد.  
وي ادامه داد: ما تصميم گرفتيم اين آزمايش را در فواصل دورتر نيز انجام دهيم. هرچقدر فاصله دورتر شود، استفاده از اين فناوری هم معناي بيشتري پيدا مي كند. در سال 1398 در فاصله 2 متري اين فعاليت را انجام داديم با اين تفاوت كه نرخ توليد فوتون ها را افزايش داديم و توانستيم چند ميليون جفت فوتون درهم تنيده توليد كنيم درحالي كه در سال 1397 موفق به توليد چندصد فوتون شده بوديم. در خرداد 1399 در فاصله 300 متري در سازمان انرژي اتمي و با نرخ بالا اين پروژه را آزمايش كرديم. توانستيم 117 بيت در ثانيه كليد كوانتومي توليد كنيم. در آنجا مجدداً به كمك كليد کوانتومی كه به دليل بهره گيري از درهم تنيدگي کوانتومی قابل كپي برداري و هك نمي باشد، پيام رمزگشايي مي شود.
صالحی در خصوص نرخ بالاي فوتون ها اين گونه توضيح داد: برخي فوتون ها در حين آزمايش و در مواجه با  هوا ازبين مي روند. فوتون ها جذب هوا مي شوند و هرچه ارتفاع بيشتر مي شود هوا رقيق تر شده و امكان جذب فوتون ها نيز كمتر مي شود. به عنوان مثال بايد ميليون ها فوتون در ثانيه توليد شود تا تبديل به 117 بيت در ثانيه كليد كوانتومي شود.
رئيس سازمان انرژي اتمي درباره آينده اين فناوری در كشور گفت: مرحله بعدي اين پروژه بين برج آزادي و برج ميلاد است كه حدود 7 كيلومتر فاصله دارد و انشاالله تابستان سال آينده انجام مي شود. مراحل بعدي انتقال اطلاعات نيز در ارتفاعات بالاتر و فواصل بيشتر توسط پهپاد و بالن خواهد بود و سپس آماده مي شويم تا اين تجهيزات را سوار ماهواره كنيم.
معاون رئيس جمهور با اشاره به روش هاي انتقال اطلاعات در اين فناوري گفت: فوتون ها را از طريق فيبر نوري نيز مي توان انتقال داد. اميدواريم ظرف 1 الي 2 سال آينده بتوانيم از طريق فيبر نوري از سازمان انرژي اتمي ايران در تهران به سايت شهيد علي محمدي در فردو انتقال داشته باشيم. اگر بتوانيم 90 الي 100 بيت در ثانيه در اين فاصله انتقال دهيم قادر خواهيم بود ارتباطات بين اين دو سايت را بصورت كوانتومي رمزگذاري نماييم.

صالحی در مورد حوزه هايي كه اين فناوری كاربرد دارد افزود: به طوركلي هر كجا كه نياز به انتقال اطلاعات به صورت رمزدار باشد اين فناوري مورد استفاده قرار مي گيرد. ازجمله اين حوزه ها مي توان به مخابرات، دفاعي، ارتباطات بانكي، پزشكي، كامپيوتر، تصويربرداري، هوش مصنوعي، حسگرها، ساعت اتمي، رادار، بيولوژي و زيست شناسي و… اشاره كرد.

رئيس سازمان انرژي اتمي از راه اندازي رشته دانشگاهي فناوري كوانتوم با همكاري چند دانشگاه طراز اول كشور خبر داد و گفت: در حال تدوين مطالب عملي و كتب درسي در اين حوزه از دبيرستان تا دانشگاه و تحصيلات تكميلي هستيم. با چند دانشگاه قرارداد بستيم و امكانات، بودجه و سيلابس درسي را در اختيار آنها قرار داديم تا در اين رشته دانشجو بگيرند.

معاون رئيس جمهور در رابطه با تجاري سازي اين فناوري گفت: به بحث تجاري سازي ورود نمي كنيم ولي با وزارت دفاع، معاونت علمي و فناوری رياست جمهوري و وزارت ارتباطات قراردادهايي بستيم تا فناوري را به آنها انتقال دهيم و كار تجاري سازي با آنها مي باشد.  
صالحی در خصوص كشورهايي كه از اين فناوری استفاده مي كنند تأكيد كرد: در غرب آسيا نيز تاكنون كشوري اين آزمايش را انجام نداده است. در دنيا كشورهاي معدودي مانند اتريش، آمريكا، چين، روسيه، هند، انگليس، اتحاديه اروپا و كانادا موفق به انجام فعاليت در اين حوزه شده اند و سرمايه گذاري عظيمي در فناوری هاي كوانتومي شده است.
وي  امشب در حاشيه مراسم رونمايي از دستاورد ارتباط کوانتومی فضاي آزاد در جمع خبرنگاران گفت: چهل و دومين سالگرد انقلاب اسلامي را خدمت ملت ايران، مقام معظم رهبري و دولت تبريك مي گويم. در آستانه دهه فجر هستيم. دوست داشتم اين كار در طول دهه فجر انجام ميشد ولي از آنجايي كه اين كار در هواي صاف انجام شود ولي مطمئن نبوديم كه هوا در آن ايام صاف باشد لذا امشب انجام شد.
وي با بيان اينكه بهمن ماه عزت ملت ايران است، اظهار داشت: عليرغم تحريم ها و محدوديت ها در خيلي از حوزه ها قدم بلندي برداشتيم. در اين باره غلويي نيست به ويژه در مسايل علمي و فناوری.  

به گفته معاون رئيس جمهور، يكي از نمادهاي ايران سازمان انرژي اتمي است. اين سازمان بعد از جنگ تحميلي كه فعاليت هايش آغاز شد، توانسته قدم هاي بلندي را در عرصه هاي مختلف بردارد. هر آنچه با اتم سركار دارد، سازمان انرژي اتمي متولي آن است.

صالحي با تاكيد بر اينكه يكي از وظايف ما رصد تحولات علمي و فناوري در جهان است، تصريح كرد: يكي از تحولات شگرف كه قرن بيست و يكم، فناوری کوانتومی است. علم آن مربوط به هشتاد، نود سال قبل است ولي عملياتي شدن اين علم زمانبر بود تا اينكه در اواخر دهه 90 ميلادي اقدامات آزمايشي شروع شد.  
وي درباره نقش فناوري كوانتومي در جهان خاطرنشان كرد: اين عرصه جديدي است. نقشه راه كوانتومي براي اتحاديه اروپا سال 2015 يا 2016 تدوين شد.  

رييس سازمان انرژي اتمي درباره ورود فناوری کوانتومی در ايران هم ابراز داشت: كتابي را يك پرفسوري عراقي الاصل در اين باره نوشته بود كه برادرم به من هديه داد. در آن كتاب اشاره شده پرندگاني از اسكانديناوي شبانه به درياي مديترانه پرواز مي كنند. چهل، پنجاه سال در اين باره فكر شده بود تا اينكه متوجه مي شود در مغز آنها مولكول هاي درهم تنيدگي وجود دارند كه به مغناطيس زمان حساس است و در ذهن اين پرنده ثبت مي شود.  

صالحی ادامه داد: من اين كتاب را در سال 95 خواندم. در مرداد 95 در سازمان انرژی اتمي كميته فناوري كميته كوانتومي را تشكيل داديم. كليد ورود به اين حوزه آزمايش فوتون هاي درهم تنيده است. دوستان ما در سازمان انرژي اتمي كار را آغاز كردند و در خرداد 97 بعد از دو سال براي اولين بار بحث درهم تنيدگي در آزمايشگاه را انجام داديم.

وي با بيان اينكه مفهوم فوتون و كوانتوم سال ها تدريس مي شود ولي براي اولين بار از نظر تجربي وارد اين عرصه شديم و با سرعت كار را جلو مي بريم، عنوان كرد: پنجاه، شصت نفر از نخبگان خود را بكار گرفتيم و شبانه روز كار مي كنيم. وقتي با اين تعداد و هزينه، دستاورد خود را با ديگران مقايسه كنيم متوجه مي شويم با يك هزارم هزينه به اين دستاورد رسيديم.
 

به گفته معاون رئيس جمهور، سال 97 توانستيم حدود 50 تا 100 در ثانيه توليد كنيم اما اين كافي نيست. خرداد 99 در فاصله 300 متري اين كار را كرديم و فوتون هاي درهم تنيده بيش از يك ميليون توليد كرديم. اكنون نيز به اين مرحله و دستاورد رسيديم.  

صالحي چين آمريكا، برخي كشورهاي اروپايي و روسيه را از جمله كشورهايي برشمرد كه به اين فناوري دست يافته اند و يادآور شد: امشب با اختلاف 1650 متري و تراز 300 متري اين آزمايش انجام شد. اميدواريم در فروردين سال 1400 بتوانيم از اين فناوري براي اولين بار به شكل كاربردي استفاده كنيم يعني در فيبر نوري اين انتقال اطلاعات را در فاصله 10 كيلومتري انجام دهيم و مرحله بعد تا فردو اين كار انجام شود.  
وي اضافه كرد: ما شش هفت سال از دنيا عقب هستيم يعني اين كار را كشورهايي مانند آمريكا در سال 2014 انجام دادندو با اين كار وارد عرصه فناوري كوانتومي شدند.
رييس سازمان انرژي اتمي درباره كاربردهاي اين فناوری بيان كرد: بخشي از اين فناوری براي ارتباطات است. در تصويربرداري، كامپيوترها، حسگرها و رادارها و … كاربرد دارند. اكنون ما در بحث رادارها وارد شديم. در رادر کوانتومی كسي نمي تواند گريزي داشته باشد.

رئيس سازمان انرژی اتمی از ايجاد يك آزمایشگاه بزرگ کوانتومی در اين سازمان خبر داد و گفت: تجهیزات زيادي در اين آزمايشگاه نصب كرديم ولي سعي داريم دانشگاه ها را شناسايي كنيم تا هر كدام در يك زمينه تخصصي آزمايش و كار كنند. آزمايشگاه هاي آنها را داريم هم افزا مي كنيم تا از كل ظرفيت كشور استفاده كنيم.  
به گفته صالحي، اين رشته در سطح كارشناسي ارشد هم اينك فعال است و در سطح دكتري و فوق دكتري هم تلاش مي كنيم، دانشجو بگيريم تا سرعت مان را در اين زمينه در سطح دنيا افزايش دهيم.

وي ادامه داد: اميدواريم وزارت ارتباطات، وزارت دفاع، وزارت اطلاعات و نيروهاي مسلح نياز به اين فناوری دارند از حالا به بعد بتوانند از آن استفاده كنند و قراردادهايي را در اين زمينه با آنها ببنديم. بعد از كاربردي شدن اين فناوری مي توانيم بگوييم كه ايران به عرصه صنعتي و تکنولوژیک وارد شده است.

معاون رئيس جمهوري درباره مراحل بعدي آزمايش انتقال اطلاعات از طريق کوانتومی اظهار داشت: در تابستان بين برج ميلاد و آزادي، بعد با پهپاد و بالن و بعد با ماهواره مي توانيم اين كار را انجام دهيم. ما محاسبه كرديم 25 تا 30 كيلو تجهيزات مي خواهيم تا با ماهواره ارسال شود و در افق چهار ساله مي توان اين را پياده كرد.

صالحي در پاسخ به اين سوال كه چرا كوانتوم بايد براي مردم مهم باشد و چه نقش و تاثيري در زندگي روزمره مردم دارد؟ تصريح كرد: اگر نيروهاي مسلح ما اطلاعات شان رمزگذاري نشود، مشكل پيدا مي كنند. پس به اين فناوري روز نياز است. در زيست شناسي دستاورد ديگري كه حاصل شده اين است كه از اين طريق سلول هاي سرطاني را شناسايي كنيم و با كمك دانشگاه تهران و بيمارستان امام خميني توانستيم اين كار را انجام دهيم.  

وي با بيان اينكه در بخش تصویربرداری پزشکی در فاصله يك سال آينده تجهیزات را فراهم مي كنيم و آن را كاربردي خواهيم كرد، خاطرنشان كرد: به جاي گاما و ايكس ري از اين روش استفاده مي كنيم و كمتر بدن آسيب مي بيند. در زمين شناسي و شناسايي معادن حسگرها را مي توانيم از اين روش توليد كنيم و تغييرات مغناطيسي و جاذبه اي زمين را در مقياس اندك توليد مي كنيم.

رئيس سازمان انرژي اتمي با اشاره به سرمايه گذاري ساير كشورها در اين زمينه ابراز داشت: در هند نزديك به دو ميليارد دلار براي كار در اين فناوری هزينه مي كنند و ما بايد از الان زمينه ها را فراهم كنيم كه اگر هم خواستيم تجهيزات مربوط به آن را بخريم بدانيم چه چيز داريم مي خريم.

صالحی با بيان اينكه سازمان انرژي اتمي در اذهان عمومي كشور به گونه اي جا افتاده است كه فقط بايد غني سازي كند اما ما فقط سازمان غني سازي نيستم، عنوان كرد: مركز يون درماني در استان البرز ما ششمين مركز يون درماني جهان در امر سلامت است و اميدواريم در شهريور آزمايشي راه اندازي شود. در ارتباط با راديو داروها ساختماني در حال ساخت داريم كه 60 ميليون يورو براي آن هزينه مي شود. سازمان انرژي اتمي هم نيروگاه بايد بسازد، هم استخراج و اكتشاف انجام دهد و هم در راديوداروها فعاليت دارد.  

وي درباره همکاری علمی ایران با سایر کشورها در فناوری کوانتومی يادآور شد: هیچ فناوری و علمی بدون تبادل علمی ممکن نیست ولي با توجه به شرايطي كه حاكم بود، تبادلات علمي ما اندک است. اگر با كشورهاي ديگر رابطه داشتيم، سرعت مي گرفت. در موقع برجام قرار بود همکاری هايي انجام شود كه متوقف شد. البته از مقالات و كتب علمي آنها استفاده شده و سعي مي كنيم همكاري هاي صورت بگيرد.

منبع: روابط عمومی هسته پژوهشی کوشا

پلتفرم نوآوری باز کوشا از همه علاقه مندان به حوزه علم و فناوری دعوت می نماید تا در مسابقات ایده پردازی ما شرکت نمایند.