خبرگزاری مهر، گروه فناوری: سال ۲۰۲۶ نقطه عطفی در تاریخ فناوری کوانتوم محسوب میشود؛ نقطهای که این فناوری از قلمرو آزمایشگاههای تحقیقاتی خارج و وارد عرصه کاربردهای صنعتی و تجاری میشود. رونمایی آیبیام از دو ابررایانه کوانتومی جدید در ژاپن، اعلام برنامههای سرمایهگذاری کلان دولت آمریکا، و ثبت رکورد جهانی توسط نمونه اولیه نوری جیوژانگ-۴ در چین، همگی نشاندهنده آغاز مرحله جدیدی از رقابت جهانی در این عرصه است.
فناوری کوانتوم با بهرهگیری از پدیدههای مکانیک کوانتومی همچون برهمنهی و درهمتنیدگی، سه حوزه کارکردی اصلی را پوشش میدهد: رایانش کوانتومی (حل مسائلی که برای رایانههای کلاسیک دشوار است)، ارتباطات کوانتومی (ارائه امنیت مبتنی بر قوانین فیزیک) و سنجش کوانتومی (دقتی بیسابقه در اندازهگیریها). مؤسسه مشاورهای مککینزی برآورد میکند که رایانش کوانتومی میتواند تا سال ۲۰۳۵ بین ۱٫۳ تا ۲٫۷ تریلیون دلار ارزش اقتصادی در جهان ایجاد کند. همچنین، بر اساس برخی برآوردهای بازار، بازار جهانی رایانش کوانتومی در سالهای آینده با نرخ رشد مرکب سالانهای نزدیک به ۴۰ درصد گسترش خواهد یافت.
این گزارش بر اساس مقاله منتشره در نشریه کانورسیشن، و با استناد به دادهها و گزارشهای تکمیلی از مککینزی (گزارش نظارت بر فناوری کوانتوم ۲۰۲۶)، مؤسسه مطالعات استراتژیک بینالمللی (IISS) و گزارش توسعه جهانی فناوری و صنعت کوانتوم (۲۰۲۶) دانشگاه شانگهای تهیه و تنظیم شده است و به بررسی رقابت های جهانی برای اکتساب این فناوری و بررسی عمیق پنج حوزه کلیدی میپردازد که فناوری کوانتوم در آنها زندگی روزمره را دگرگون خواهد کرد.
۱. رقابت جهانی فناوری کوانتوم؛ آمریکا، چین و اروپا در مسیر اقتصاد کوانتومی
فناوری کوانتوم به یکی از حساسترین عرصههای رقابت علمی و فناورانه میان قدرتهای جهانی تبدیل شده است. بر اساس تحلیل مؤسسه مطالعات استراتژیک بینالمللی (IISS)، رقابت کوانتومی از مرحله شکستن رکوردهای آزمایشگاهی به مرحله زیرساختسازی و حاکمیت وارد شده است؛ یعنی پرسش کلیدی دیگر چه کسی اول اختراع میکند نیست، بلکه چه کسی میتواند زیرساختهای لازم برای توسعه و بهرهبرداری از سامانههای کوانتومی را بسازد، مدیریت کند و به مقیاس صنعتی برساند تعیینکننده است.
آمریکا با تکیه بر قانون ابتکار ملی کوانتوم و قانون چیپس(یک برنامه بزرگ برای تقویت صنعت تراشه و نیمهرسانا در آمریکا) و علم، پیشتاز سرمایهگذاری صنعتی است. در مه ۲۰۲۶، وزارت بازرگانی آمریکا اعلام کرد که از طریق قانون چیپس، مبلغ ۲٫۰۱۳ میلیارد دلار یارانه فدرال به ۹ شرکت فعال در حوزه کوانتوم اختصاص داده است که در ازای آن، دولت آمریکا سهام اقلیتی این شرکتها را دریافت خواهد کرد. از جمله این سرمایهگذاریها میتوان به اعطای بودجه قابلتوجه به آیبیام برای تأسیس اولین کارخانه تخصصی تولید تراشههای کوانتومی در آمریکا (با نام اندرون)، اختصاص سرمایه به شرکت گلوبالفوندریز برای احداث کارخانه ویفر کوانتومی، و سرمایهگذاری بر روی شرکتهای شاخصی همچون دیویو، ریگتی، اینفلکشن، سایکوانتوم و کوانتینیوم اشاره کرد. علاوه بر این، ژاپن قصد دارد در سال ۲۰۲۶ حدود ۸۶۰ میلیون دلار روی تحقیقات کوانتومی سرمایهگذاری کند و دولت آلمان نیز بهتنهایی بین سالهای ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۶ مبلغ ۳ میلیارد دلار برای این حوزه اختصاص داده است.
چین در حوزه فناوری کوانتوم، بهویژه در زمینه ارتباطات کوانتومی و سنجش کوانتومی، از نظر تعداد ثبت اختراعات و مقالات علمی در جایگاه نخست جهانی قرار دارد. بر اساس گزارش مشترک اداره ثبت اختراعات اروپا و سازمان همکاری و توسعه اقتصادی که در ژانویه ۲۰۲۶ منتشر شد، متقاضیان چینی ۴۶ درصد از کل خانوادههای ثبتاختراع کوانتومی جهان را در اختیار دارند، در حالی که این سهم برای آمریکا حدود ۲۳ درصد و برای اتحادیه اروپا حدود ۶ درصد است.
همچنین در همان ماه، چهارمین نسل از رایانه ابررسانای خودکار چین با نام بنیوان ووکونگ-۱۸۰ با قابلیت پردازش ۱۸۰ کیوبیت محاسباتی، بهطور رسمی راهاندازی شد.
اروپا نیز برنامه دهساله پرچمدار کوانتوم را در دست اجرا دارد و کشورهای عضو بهصورت جداگانه تعهدات مالی بزرگی را تقبل کردهاند. در مجموع، سرمایهگذاری عمومی کشورهای اروپایی در این حوزه تا سال ۲۰۲۷ به بیش از ۷ میلیارد یورو خواهد رسید. امانوئل مکرون، رئیسجمهور فرانسه، در مه ۲۰۲۶ از اختصاص ۱ میلیارد یورو سرمایهگذاری جدید در حوزه کوانتوم خبر داد. شرکت فرانسوی کوبلی موفق به جذب ۱۱۵ میلیون یورو در دور سری آ شد و شرکت بریتانیایی آکسفورد کوانتوم سرکیتس با سرمایهگذاری ۹۲ میلیون یورو بزرگترین مرکز محاسبات کوانتومی جنوب اروپا را در بارسلون تأسیس کرد. بر اساس دادههای شرکت تحلیل مالی پیچبوک، سرمایهگذاری خطرپذیر در حوزه کوانتوم در اروپا در سال ۲۰۲۶ به ۸۷۲ میلیون یورو رسیده که بیش از دو سوم کل سرمایهگذاری سال ۲۰۲۵ را تشکیل میدهد.
مؤسسه مطالعات استراتژیک بینالمللی هشدار میدهد که آمریکا، چین و اروپا مدلهای حکمرانی کاملاً متفاوتی را در پیش گرفتهاند؛ آمریکا به دنبال پیوند اکوسیستم نوآوری با امنیت و شبکههای تأمین متحدان خود است، چین رویکرد بسیج فناورانه عمودی را دنبال میکند و اروپا بیشتر بر هماهنگی مقرراتی و استانداردسازی تکیه دارد. این واگرایی میتواند به قطعهقطعهشدن فناوری کوانتوم در زیستبومهای نظارتی و صنعتی متفاوت بینجامد.
۲. جهش تجاری؛ از اثبات مفهوم تا درآمدزایی واقعی
رایانش کوانتومی در حال عبور از دره مرگ تجاریسازی است. گزارش نظارت بر فناوری کوانتوم مککینزی که در آوریل ۲۰۲۶ منتشر شد، اعلام کرده که این فناوری وارد نقطه عطف تجاری خود شده است. هماکنون بیش از ۳۰۰ شرکت در سراسر جهان در حال پیادهسازی کاربردهای فناوری کوانتوم در کسبوکار خود هستند.
ارقام مالی، گویای شتاب کسبوکار کوانتومی است:
- شرکت کوانتینیوم در سه ماهه دوم سال ۲۰۲۶، رشد درآمدی ۲۷۹ درصدی را نسبت به مدت مشابه سال قبل تجربه کرد و درآمد آن از ۲ میلیون دلار به ۸ میلیون دلار افزایش یافت. این شرکت پیشبینی کرده است که درآمد کل سال ۲۰۲۶ خود را به محدوده ۲۸ تا ۳۲ میلیون دلار برساند.
- بر اساس برخی برآوردها، مجموع درآمد شرکتهای فعال در حوزه رایانش کوانتومی در سال ۲۰۲۵ از مرز ۱ میلیارد دلار عبور کرده و پیشبینی میشود این رقم تا سال ۲۰۲۸ به ۳٫۲ تا ۴٫۴ میلیارد دلار افزایش یابد.
- بازار راهحلهای تجاری رایانش کوانتومی نیز با نرخ رشد مرکب سالانهای حدود ۳۳ درصد در حال گسترش است.
ادغامها و جذب سرمایه در اوج خود قرار دارد: در سال ۲۰۲۶، سه شرکت کوانتومی وارد بازار بورس شدهاند و پنج شرکت دیگر در صف عرضه اولیه قرار دارند. شرکت کوانتینیوم در ژوئن درخواست عرضه اولیه سهام با ارزش هدف ۱۴٫۳ میلیارد دلار را ثبت کرد. آیبیام در ماه ژوئیه، شرکت اچآرال لابراتوریز را خریداری کرد تا مسیر فنی دوم خود را به مجموعه رایانش کوانتومی بیفزاید. در ماه اوت، شرکت اوراکل و کوانتینیوم از همکاری چندساله خود خبر دادند که طی آن، رایانه کوانتومی هلیوس در زیرساخت ابری اوراکل در دسترس کاربران قرار خواهد گرفت.
۳. زنگ خطر امنیتی؛ نزدیکی روز کیو و مسابقه با زمان
تهدید رایانههای کوانتومی برای شکستن سیستمهای رمزنگاری فعلی، از یک سناریوی تئوریک به یک چالش فوری و واقعی تبدیل شده است.
کارشناسان امنیتی هشدار دادهاند که رایانههای کوانتومی ممکن است در دهه آینده توانایی شکستن بخشی از الگوریتمهای رمزنگاری رایج را پیدا کنند؛ روندی که جدول زمانی پیشبینیشده را بهشدت کاهش میدهد. مککینزی نیز برآورد کرده است که روز کیو (زمانی که رایانههای کوانتومی قادر به شکستن رمزنگاریهای نامتقارن فعلی شوند) ممکن است بین ۲۰۲۷ تا ۲۰۳۶ فرا برسد. شایان ذکر است که گوگل سال ۲۰۲۹ را به عنوان جدول زمانی هدف برای مهاجرت به رمزنگاری مقاوم به کوانتوم تعیین کرده است، که نشاندهنده جدیت این تهدید در افق نزدیک است.
تهدید اکنون جمعآوری کن، بعداً رمزگشایی کن نیز به شدت جدول زمانی سیاستگذاری را فشرده کرده است. بر اساس این سناریو، مهاجمان سایبری هماکنون حجم عظیمی از دادههای رمزگذاریشده را ذخیره میکنند تا در آینده و با ظهور رایانههای کوانتومی قدرتمند، آنها را رمزگشایی کنند. این تهدید، امنیت دولتها، مؤسسات مالی و زیرساختهای حیاتی را با مخاطرهای بیسابقه مواجه ساخته است.
راهکارهای مقابله در حال پیادهسازی است:
- توزیع کلید کوانتومی سرعت تجاریسازی بالایی پیدا کرده است. شرکت کوانتروپی بههمراه نوکیا در ژوئن ۲۰۲۶، راهحل توزیع کلید کوانتومی یکپارچهای را معرفی کردند که هماکنون در بستر آزمایشی ارتباطات کوانتومی کیرک مستقر شده است. مشتریان اولیه این فناوری شامل نهادهای مخابراتی، دفاعی و زیرساختهای حیاتی هستند.
- شرکت اوریدو در قطر، نخستین مسیر ارتباطی امن کوانتومی این کشور را راهاندازی کرده و از توزیع کلید کوانتومی برای تولید و توزیع کلیدهای رمزنگاری مبتنی بر اصول مکانیک کوانتومی در شبکه عملیاتی خود استفاده میکند.
- سامانه تجاری نوا آیکیو شرکت اسپانیایی لوکسکوانتا در شبکه شهری مادرید (مادکیوسیآی) با موفقیت آزمایش شده و توانایی توزیع پایدار کلیدهای رمزنگاری را در مسافت بیش از ۱۰۰ کیلومتر بر روی فیبر نوری استاندارد به اثبات رسانده است.
کارشناسان امنیتی تأکید دارند که هیچ مسیر فنی واحدی نمیتواند همزمان امنیت و کارایی را تأمین کند، از این رو رویکرد ترکیبی QKD + رمزنگاری مقاوم به کوانتوم به عنوان معماری امنیتی لایهبندیشده و استاندارد صنعتی برای بخشهای مالی، دولتی و انرژی در حال تثبیت است.
۴. کاربردهای عملی؛ پنج حوزهای که هماکنون در حال تغییر هستند
الف-داروسازی و علم مواد
رایانش کوانتومی در حال تغییر روند کشف دارو از شبیهسازی مولکولی به طراحی هدفمند دارو است. آیبیام پیشبینی کرده است که سال ۲۰۲۶ نقطه عطف دستیابی به برتری کوانتومی در سامانههای ترکیبی کوانتوم-کلاسیک خواهد بود.
- کلینیک کلیولند بههمراه آیبیام، پروژه کیپو را با هدف توسعه الگوریتمهای کوانتومی برای شبیهسازی تاخوردگی پروتئینها آغاز کرده است تا به محققان در درک بهتر بیماریها و توسعه درمانهای نوین کمک کند.
- شرکت تایوانی کامپال از فناوری سیجیای-کیواکس داکینگ رونمایی کرده که ترکیبی از شبیهسازی کوانتومی کیودا-کیو و شتابدهندههای گرافیکی است و سرعت روشهای سنتی اتصال مولکولی را تا ۳۵۰۰ برابر افزایش داده است.
- ایالت گوانگدونگ چین، صدها سناریوی کاربردی کوانتوم را منتشر کرده که حوزههایی مانند تشخیص پزشکی و کشف دارو، شبیهسازی مولکولی داروهای نوآور و پیشبینی جهشهای ویروسی را پوشش میدهد.
- پژوهشی که در مجله معتبر پیانایاس منتشر شده، نشان میدهد که الگوریتم بهینهسازی متغیر کوانتومی یکپارچه (کِوو) در طراحی داروهای ضدسرطان مؤثر واقع شده و قادر است در فضای ترکیبی شامل ۲۱۶۰ گزینه ممکن، به جستجو و بهینهسازی بپردازد.
ب- لجستیک و بهینهسازی زنجیره تأمین
بهینهسازی کوانتومی در حوزه لجستیک به نتایج قابلاندازهگیری دست یافته است:
- شرکت آلمانی وورت با استفاده از الگوریتمهای کوانتومی در لجستیک اسپانیا، توزیع محصولات در بیش از ۶۰۰۰ سفارش را بهینهسازی کرده و هزینههای مواد و حملونقل را بهطور قابلتوجهی کاهش داده است.
- تحقیقات نشان میدهد که سامانههای ترکیبی هوش مصنوعی-کوانتومی در برنامهریزی لجستیک، زمان برنامهریزی را ۸۳ درصد کاهش داده و بهرهوری ظرفیت حمل را ۵ درصد افزایش دادهاند.
- سامانه مدیریت موجودی کوانتومسلف با تلفیق محاسبات کوانتومی و عوامل هوش مصنوعی، موفق به کاهش ۷۲ درصدی زمان انجام سفارش، کاهش ۴۵ درصدی کمبود موجودی و کاهش ۲۵ درصدی انتشار کربن شده است.
- شرکت کشتیرانی ایاسال شیپینگ بههمراه استارتاپ کیومیل در حال بررسی کاربرد محاسبات کوانتومی در بهینهسازی تصمیمات پیچیده حملونقل دریایی است.
ج- خدمات مالی
بخش مالی بهشدت در حال بررسی کاربردهای محاسبات کوانتومی در مدیریت ریسک، کشف کلاهبرداری و مهندسی مالی است:
- جیپی مورگان، شرکت بریتانیایی آکسفورد کوانتوم سرکیتس و ایامدی در ژوئن ۲۰۲۶ همکاری خود را برای بررسی کاربردهای ترکیبی محاسبات کوانتومی، هوش مصنوعی و زیرساختهای محاسباتی با کارایی بالا در حل چالشهای پیچیده مالی آغاز کردهاند.
- بانک یواُبی سنگاپور با مرکز فناوری کوانتوم همکاری کرده تا از محاسبات کوانتومی برای ارزشگذاری مشتقات مالی پیچیده استفاده کند.
- شرکت فوجیتسو بههمراه گروه دایایچی ژاپن، کاربردهای فناوری کوانتوم در مدیریت داراییهای بیمهای را بررسی میکنند.
- شرکت نزدک ورافین در حال بررسی فناوری محاسبات کوانتومی دیویو برای کشف روابط پیچیده در کشف جرایم مالی است.
د- حسگرهای کوانتومی؛ ناوبری، پزشکی و محیطزیست
حسگرهای کوانتومی از آزمایشگاه به عرصه عملیات میدانی وارد شدهاند. بنیاد ملی علوم آمریکا در ژوئیه ۲۰۲۶ پروژه تریاد را با اهداف کاربردهایی همچون ناوبری بدون جیپیاس، ارتباطات امن، اکتشاف منابع و پزشکی دقیق راهاندازی کرده است.
- پروژهای به رهبری دانشگاه اکستر انگلستان، بر توسعه فناوری حسگرهای کوانتومی مقاوم به نویز متمرکز است که میتواند کاربردهایی از تصویربرداری مغزی تا ذخیرهسازی فوتونی و ناوبری بدون جیپیاس را متحول کند.
- سامانههای ترکیبی حسگر کوانتومی، مراکز نیتروژن-خلأ در الماس نانومقیاس را با میکرورباتهای مغناطیسی ترکیب کردهاند و افقهای تازهای را در کاربردهای زیستپزشکی، محیطزیستی و مواد گشودهاند.
ه- شتابدهی به هوش مصنوعی
محاسبات کوانتومی میتواند توان محاسباتی موردنیاز برای آموزش مدلهای بزرگ هوش مصنوعی را تأمین کند. الگوریتمهای کوانتومی میتوانند فرآیند یادگیری ماشین را تسریع کنند، به شبیهسازی سامانههای پیچیده کمک کنند و معماریهای هوش مصنوعی را بهطور کارآمدتری بهینهسازی نمایند. همکاری اوراکل و کوانتینیوم بهصراحت بر روی زیرساخت ترکیبی کوانتوم-هوش مصنوعی متمرکز شده است تا چالشبرانگیزترین مسائل محاسباتی بنگاههای اقتصادی را حل کند.
۵. چشمانداز؛ دهه آینده، پنجره طلایی فرصت
خوشبینی نسبت به آینده فناوری کوانتوم روزبهروز افزایش مییابد و پیشبینی میشود طی ده سال آینده، فناوریهای کوانتومی تجاریپذیر و مقیاسپذیر به واقعیت بپیوندند.
با این حال، چالشهای جدی همچنان پابرجا هستند. در عصر کنونی رایانههای کوانتومی با مقیاس متوسط و نویزدار (نیسکیو)، موانعی نظیر وفاداری ناکافی سختافزاری، تطابق محدود الگوریتمها با نیازهای صنعتی، ابهام در بازه بازگشت سرمایه و کمبود شدید نیروی متخصص میانرشتهای، به عنوان موانع اصلی مطرح هستند. تصحیح خطای کوانتومی همچنان بزرگترین مانع در مسیر مقیاسپذیری است. با این حال، مطالعهای که در ژوئیه ۲۰۲۶ توسط تیمهایی از مؤسسه فناوری ماساچوست، آزمایشگاه لینکلن و مؤسسه فناوری کالیفرنیا در مجله نیچر فیزیکس منتشر شد، نشان داد که روشهای نوین تصحیح خطا میتوانند نرخ خطا را بهطور چشمگیری (تا حدود ۵۴ درصد) کاهش دهند که امیدواریها را برای عبور از این مانع افزایش داده است.
بر اساس دیدگاهسنجی مککینزی از مدیران فناوری، سرمایهگذاران و دانشگاهیان فعال در حوزه رایانش کوانتومی، ۷۲ درصد از مشارکتکنندگان معتقدند یک رایانه کوانتومی کاملاً مقاوم به خطا تا سال ۲۰۳۵ محقق خواهد شد؛ در حالی که ۲۸ درصد تحقق این نقطه عطف را به سال ۲۰۴۰ یا پس از آن موکول میکنند.صنعت کوانتوم جهان در آستانه جهشی بزرگ قرار دارد، مککینزی در گزارش ۲۰۲۶ خود برآورد میکند که رایانش کوانتومی میتواند تا سال ۲۰۳۵ حدود ۱.۳ تا ۲.۷ تریلیون دلار ارزش اقتصادی ایجاد کند.
نتیجهگیری
فناوری کوانتوم در آستانه جهشی بزرگ قرار دارد و پنجره طلایی فرصت در دهه آینده گشوده خواهد شد. ایران با برخورداری از ظرفیت علمی نسبی، جامعه پژوهشی فعال، و وجود چارچوب سیاستی ملی (سند ملی توسعه علوم و فناوریهای کوانتومی، مصوب ۱۴۰۴)، پتانسیل قابلتوجهی برای حضور مؤثر در این عرصه دارد. با این حال، تحقق این پتانسیل منوط به افزایش چشمگیر و پایدار سرمایهگذاری، تکمیل زنجیره پژوهش تا محصول، توسعه سرمایه انسانی میانرشتهای، ایجاد زیرساختهای پیشرفته، و شکلدهی زیستبوم منسجم نهادی است. در عین حال، بهدلیل محدودیت منابع، راهبرد هوشمندانه عبارت است از تمرکز بر حوزههای دارای مزیت نسبی (حسگرها، ارتباطات منتخب، کاربردهای صنعتی) و شروع فوری مهاجرت به رمزنگاری پساکوانتومی برای مقابله با تهدید روز کیو که افق آن بهجای دور، در بازهای ۱۰ تا ۱۵ ساله قابلبرآورد است.
کشورهایی که امروز سرمایهگذاری راهبردی در زمینه آمادگی کوانتومی انجام دهند، نقش تعیینکنندهای در نحوه آشکار شدن این فناوری در اقتصاد و امنیت جهانی خواهند داشت. تأخیر در این مسیر، بهمعنای وابستگی فناورانه و آسیبپذیری امنیتی در دهه آینده خواهد بود؛ زمانی که فناوری کوانتوم، دیگر نه در حصار آزمایشگاهها، که در متن زندگی روزمره و بستر اقتصاد جهانی تنیده خواهد شد. موفقیت ایران در این عرصه، نه با تعداد مقالات، بلکه با توانایی تبدیل مسیر تبدیل پژوهش دانشگاهی به محصول تجاری و بازار سنجیده خواهد شد.
محسن محمدی پژوهشگر حوزه فناوری
نظر شما