چرا شما نباید نگران صحبت در مورد "زمستان کوانتومی" باشید - دنیای فیزیک؟

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-6.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-6.jpg" data-caption="نقدی در از فناوری کوانتومی 2.0 باید پول به دست آورد. (با احترام: iStock/monsitj)”>

برای سیاستمداران، سرمایه گذاران و سرمایه گذاران، علم همیشه در رادار آنها نیست. اما هر از گاهی، زمینه های خاصی توجه بیشتری را به خود جلب می کنند. ما شاهد آن بودیم که در دهه 1950 با انرژی هسته‌ای، که برخی فکر می‌کردند روزی «بسیار ارزان‌تر از اندازه‌گیری» خواهد بود. بعدها نانوتکنولوژی و گرافن مطرح شد. اخیراً به نظر می رسد که هوش مصنوعی و فناوری کوانتومی در ذهن همه بوده است.

فناوری کوانتومی دیگر فقط مربوط به نیمه هادی ها، نقاط کوانتومی، میکروسکوپ های الکترونی و لیزرها نیست، که فناوری های «نسل اول» هستند. در عوض، تمرکز بر روی مهار برهم نهی، عدم قطعیت و درهم تنیدگی برای توسعه فناوری‌های کوانتومی «نسل دوم» است.

Such “quantum 2.0” technology could revolutionize everything from computing and measurement to sensing, timing and imaging. Whether it’s engineering, transport, navigation, finance, defence or aerospace, quantum tech could disrupt the economy too. In fact, most leading nations these days have a quantum strategy, though China out in front in terms of financial muscle, having ploughed 25 میلیارد دلار در فناوری کوانتومی تا سال 2021.

با این حال، بر اساس گزارش اخیر، سرمایه گذاری در فناوری کوانتومی می تواند یک چرخش بالقوه نگران کننده داشته باشد وضعیت کوانتومی 2024. در ژانویه توسط شرکت مستقر در فنلاند منتشر شد کامپیوترهای کوانتومی IQM، سرمایه گذاران خطرپذیر OpenOcean، سرمایه گذاران فناوری اروپا لاکستار و کوانتوم اینسایدر (TQI)، این گزارش هشدار داد که سرمایه گذاری در این بخش در سرتاسر جهان نسبت به سال 50، 2022 درصد کاهش یافته است.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-1.jpg" data-caption="گفتگوهای پولی مقدار کل پول نقد سرمایه گذاری شده توسط شرکت های خصوصی در فناوری کوانتومی از اوج خود در سال 2022 به شدت کاهش یافته است، اما هنوز در سال 1.2 به بیش از 2023 میلیارد دلار رسیده است. (اقتباس از وضعیت کوانتومی 2024)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-1.jpg”>

وضعیت کوانتومی 2024 می‌گوید سرمایه‌گذاری جهانی در فناوری کوانتومی که در سال 2.2 به 2022 میلیارد دلار رسید، در سال بعد به 1.2 میلیارد دلار کاهش یافت. شدیدترین سقوط در ایالات متحده بود که با کاهش 80 درصدی سرمایه گذاری آسیا و اقیانوسیه تا 17 درصد کاهش یافت. وضعیت در اروپا، خاورمیانه و آفریقا (EMEA) اندکی بهتر بود و سرمایه گذاری به میزان 3 درصد رشد کرد.

کاهش سرمایه‌گذاری باعث شده است که برخی از مفسران پیشنهاد کنند که ما به سمت a "زمستان کوانتومی"، که چشمگیر به نظر می رسد اما شاید فقط منعکس کننده این ایده است که سرمایه گذاران بیشتر در حال هماهنگ شدن با بازارهای نوظهور هستند و متوجه می شوند که کاربردهای عملی محاسبات کوانتومی هنوز ممکن است سال ها باقی مانده باشد. همچنین لازم به یادآوری است که، با وجود همه تبلیغات، فناوری کوانتومی همچنان یک بخش خاص است و کمتر از 1٪ از کل سرمایه گذاری های سرمایه گذاری خطرپذیر در سطح جهان را تشکیل می دهد.

چرخه هایپ

همانطور که من سال گذشته اشاره کردبسیاری از فناوری ها از نموداری پیروی می کنند که در سال 1995 توسط جکی فن، یک تحلیلگر از مشاوران فناوری ایالات متحده Gartner Inc. که اکنون با نام The "چرخه تبلیغات گارتنر"، نشان می دهد که چگونه انتظارات پیرامون یک فناوری خاص در طول زمان توسعه می یابد. من که خودم چند چرخه فناوری را پشت سر گذاشته ام، به جرات می توانم بگویم که نمودار بسیار دقیق است.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-2.jpg" data-caption="بالا، پایین، بالا The Gartner hype cycle depicts how any new technology goes through five main phases: as of 2024, investment in quantum tech is probably just below the peak, but further falls will eventually reverse as we reach the “plateau of productivity”. (Courtesy: IOP Publishing)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-2.jpg”>

زمانی که همه متوجه اتفاق بزرگی می‌شوند، با یک «محرک فناوری» شروع می‌کنیم. بهره افزایش می‌یابد، پول جریان می‌یابد تا زمانی که به اوج انتظارات متورم برسیم. سپس، وقتی مردم متوجه می‌شوند که همه چیز سخت‌تر و پیچیده‌تر از آنچه تصور می‌شود است، ما به «تغذیه‌ی سرخوردگی» برخورد می‌کنیم. بعداً، فعالیت دوباره از طریق «شیب روشنگری» شروع می‌شود تا زمانی که به «فلات بهره‌وری» برخورد می‌کنیم، جایی که شرکت‌ها – در نهایت – متوجه می‌شوند چه چیزی مؤثر است و می‌دانند مشتریان چه می‌خواهند.

اگر چرخه تبلیغات در مورد فناوری کوانتومی صادق باشد – و من دلیلی ندارم که فکر کنم اینطور نیست – پس کاهش فعلی سرمایه‌گذاری احتمالاً ترکیبی از قرار گرفتن در بالای چرخه و کند شدن اقتصادهای جهانی است. این لزوما چیز بدی نیست. من مطمئن هستم که سرمایه گذاران آگاه تر، فناوری ها و شرکت های قوی تر را به عنوان فرصت های بازار انتخاب می کنند و زمان بندی برنامه ها واضح تر می شود.

در هر صورت، هنوز مبالغ هنگفتی وجود دارد و سرمایه گذاری در EMEA همچنان در حال افزایش است. و به عنوان La کوانتوم اینسایدر گزارش اشاره می کند، پیشرفت های زیادی در مراکز تحقیقات کوانتومی در سراسر جهان در حال انجام است. یکی از نمونه ها انگلستان است مرکز ملی محاسبات کوانتومی، که هدف آن امکان دسترسی زودهنگام به محاسبات کوانتومی برای مشاغل بریتانیا به عنوان بخشی از استراتژی ملی این کشور است.

فناوری کوانتومی 2.0 که بیشتر در مورد آن صحبت می شود، البته محاسبات کوانتومی است. این همه سرفصل ها و هیجانات را به خود جلب می کند، که با توجه به اینکه تقاضا برای چنین ماشین هایی به طور بالقوه زیاد است، جای تعجب نیست. مطابق با گزارشی که سال گذشته منتشر شد توسط Markets and Markets، بخش محاسبات کوانتومی می تواند تا سال 4.4 به ارزش 2028 میلیارد دلاری برسد.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-3.jpg" data-caption="رفتن به سمت رشد با توجه به وضعیت کوانتومی 2024 در مجموع 33 کشور در سراسر جهان در حال حاضر ابتکارات دولتی در زمینه فناوری کوانتومی (سبز) دارند که بیش از 20 کشور دارای استراتژی های ملی با بودجه کلان (قرمز) هستند. این گزارش تخمین می‌زند که تا کنون 50 میلیارد دلار پول نقد عمومی متعهد شده است. (حسن نیت: کوانتوم اینسایدر)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-3.jpg”>

بیشتر این تقاضا ناشی از نیاز به ماشین های بزرگ با حداکثر 10,000 بیت کوانتومی (کیوبیت) است. چنین دستگاه‌هایی برای رمزگشایی داده‌هایی که با مقادیر نسبتاً کم رمزگذاری ذخیره شده‌اند استفاده می‌شوند (اگرچه، از قضا، چنین داده‌هایی احتمالا قدیمی و نه چندان ارزشمند خواهند بود). با این حال، اگر رایانه های کوانتومی قدرتمند به واقعیت تبدیل شوند، توانایی آنها در شکستن الگوریتم های رمزگذاری تاریخی، امنیت اینترنت را به خطر می اندازد و به امنیت جهانی آسیب می رساند.

با این حال، به احتمال زیاد موارد دیگر وجود دارد، برنامه های کاربردی فوری تر کامپیوترهای کوانتومی با کیوبیت های کمتر بسیاری از شرکت ها در این زمینه پیشرفت می کنند و یکی از آنها برجسته است ORCA Computing، که در سال 2020 برنده شد جایزه راه اندازی کسب و کار از موسسه فیزیک (IOP). ریچارد موری، مدیر اجرایی ORCA که یک فیزیکدان آموزش دیده است، به تازگی گفت فوربس این شرکت پنج تا از سیستم های خود را فروخته است که چهار سیستم آن قبلاً در سه سایت مختلف در سراسر جهان نصب شده است.

ماشین ORCA (یک کامپیوتر کوانتومی فوتونیک تصحیح شده با خطا) اولین در نوع خود است که می تواند در دمای اتاق کار کند. آخرین فروش شامل تامین یک سیستم برای NQCC بریتانیا با بودجه عمومی است که بر اساس پردیس نوآوری هارول در آکسفوردشایر است. سیستم ORCA یک بستر آزمایشی برای یادگیری ماشین فراهم می‌کند که فناوری‌های کوانتومی و شبکه‌های عصبی را ترکیب می‌کند.

اما همانطور که موری در دیگر فوربس مقاله، چالش این است که کامپیوترهای کوانتومی را برای چه چیزی می توان بهترین استفاده کرد. این آسان نیست، زیرا بسیاری از مشتریان بالقوه مزایای آن را درک نمی کنند تا زمانی که سیستم های کارآمدی را ببینند که می تواند مشکلات آنها را حل کند. با این حال، آنچه واضح است این است که کامپیوترهای کوانتومی به ویژه در مقابله با مشکلات خاصی که حل آنها برای کامپیوترهای کلاسیک دشوار یا حتی غیرممکن است، خوب خواهند بود.

چالش این است که کامپیوترهای کوانتومی را برای چه چیزی به بهترین شکل می توان استفاده کرد

رقابت در این بخش پرمخاطره و با پاداش بالا با IBM ادامه دارد اخیرا یک کامپیوتر 1000 کیوبیتی را معرفی کرده است. این شرکت نقشه راه محاسبات کوانتومی را دنبال می کند که تقریباً هر سال تعداد کیوبیت ها را دو برابر می کند. در سال 2021 IBM یک دستگاه 127 کیوبیت و در سال 2022 یک دستگاه با 433 کیوبیت داشت. آخرین تراشه آن به نام Condor دارای 1121 کیوبیت ابررسانا است. با این حال، این شرکت می‌گوید که اکنون دنده‌ها را تغییر داده و بر روی مقاوم‌تر کردن دستگاه‌های خود در برابر خطا تمرکز خواهد کرد، زیرا این امر به وضوح بر توانایی مشتریان بالقوه برای استفاده از آنها در کوتاه مدت تأثیر می‌گذارد.

اما از نظر کاربردهای فناوری کوانتومی 2.0، من معتقدم که در ساعت‌های کوانتومی، حسگرهای کوانتومی و فناوری تصویربرداری کوانتومی، به ویژه زمانی که به معیارهای قابلیت استفاده در خارج از آزمایشگاه دست یابند، امیدهای زیادی وجود دارد. در این راستا، کار انگلستان هاب فناوری کوانتومی در سنسورها و زمان بندیکه توسط دانشگاه بیرمنگام رهبری می شود، مانند برخی از شرکت های مرتبط با آن، در سطح جهانی قرار دارد.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-4.jpg" data-caption="قدرت مغز Quantum-sensing company Cerca Magnetics recently won the inaugural prize from the Quantum Business and Innovation group of the Institute of Physics for its wearable magnetoencephalography scanner. (Courtesy: Cerca Magnetics)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter-physics-world-4.jpg”>

گرفتن سرکا مغناطیسی، که برنده جایزه کسب و کار-نوآوری IOP شد برای توسعه اولین پوشیدنی جهان اسکنر مگنتوآنسفالوگرافی. با استفاده از مغناطیس‌سنج‌های دمای اتاق با پمپ نوری، هر عنصر حسگر بزرگ‌تر از یک آجر لگو نیست و می‌تواند عملکرد مغز انسان را با حساسیتی مشابه دستگاه‌های ابررسانا برودتی اندازه‌گیری کند.

شرکتی که برنده جایزه نیز شده است جایزه افتتاحیه از گروه کسب و کار و نوآوری کوانتومی IOP (qBIG)، قبلاً یک کلاهک اسکنر با چاپ سه بعدی سبک وزن ساخته است و سیستم‌هایی را در سرتاسر جهان در اتاق‌های دارای محافظ مغناطیسی نصب کرده است. دستگاه آن می تواند عملکرد مغز انسان را با دقتی بی سابقه اندازه گیری کند. مهمتر از همه، حتی زمانی که بیمار حرکت می‌کند، می‌تواند داده‌ها را بگیرد، به‌جای اینکه مجبور شود در حالی که سر خود را به یک اسکنر بزرگ می‌چسبد ثابت بماند.

یکی دیگر از شرکت‌های سنجش کوانتومی جالب QLM مستقر در بریستول است که اخیراً آخرین دوربین لیدار کوانتومی گاز متان خود را در رویدادی در IOP به نمایش گذاشته است. با حضور دوک ادینبورگ. این دوربین کوچک‌تر، قوی‌تر و یکپارچه‌تر است و به مشتریانی که آن را در سطح جهانی آزمایش می‌کنند، امکان استفاده در میدان برای تشخیص نشت متان را می‌دهد. دیدن اینکه چگونه شرکت از زمانی که جایزه کسب و کار IOP 2020 خود را به دست آورده بود، بسیار چشمگیر بود.

یکی از کاربردهای مورد علاقه من از فناوری کوانتومی 2.0، سنجش گرانش کوانتومی است، که در آن هدف دستیابی به دستگاه هایی است که می توانند در میدان مستقر شوند. تصور کنید که درک آنچه در زیر زمین نهفته است چگونه می تواند بر زندگی روزمره ما تأثیر بگذارد. به جای اینکه کارگران جاده مجبور باشند برای تعمیر یک لوله زیرزمینی بخش های عظیمی از آسفالت را حفر کنند، می توانند تعمیرات سریع و هدفمند به سبک «میکروسرجری» انجام دهند.

بالاخره چه زمانی کامپیوترهای کوانتومی وارد بازار خواهند شد؟

نگاشت دقیق از طریق حسگرهای گرانش کوانتومی واقعاً به اینجا کمک خواهد کرد و دانشگاه بیرمنگام به بیرون رفت. Delta.g قبلاً 1.5 میلیون پوند در سال 2023 برای ساخت حسگرهای گرانش کوانتومی خود برای نقشه برداری زیرزمینی جمع آوری کرده است. پیت استرلینگیکی از بنیانگذاران و مدیر اجرایی این شرکت می‌گوید هدف آن کوچک کردن فناوری است تا بتوان آن را برای کاربردهای واقعی مانند جستجوی زیرساخت‌های پنهان و انجام تعمیرات به کار برد.

استرلینگ می‌گوید: «با توجه به کاربردهای گسترده در صنایع بی‌شمار، ما از توانایی خود برای استفاده از گرادیومتری گرانش کوانتومی برای دستیابی به صرفه‌جویی در هزینه‌ها و افزایش سرعت کار نقشه‌برداری به‌گونه‌ای که زندگی روزمره را بهبود می‌بخشد، بسیار هیجان‌زده هستیم». تصور کنید چقدر مفید خواهد بود که یک پایگاه داده «Google maps» قابل زوم و جستجو از همه لوله‌ها، تونل‌ها و کابل‌های بیشماری که زیر پای ما پنهان شده‌اند، داشته باشیم.

بنابراین، علی‌رغم کاهش سرمایه‌گذاری ریسک‌پذیر و ترس از «زمستان کوانتومی»، بخش فناوری کوانتومی همچنان قوی و در واقع در حال بلوغ است. بنابراین میزان بودجه تنها عددی نیست که باید روی آن تمرکز کنیم. در واقع، معیارهای سنتی تر مانند آزمایشات میدانی و درآمد محصول یا خدمات مناسب تر هستند.

در حالی که ممکن است سال‌ها طول بکشد تا کامپیوترهای کوانتومی به پتانسیل کامل خود دست یابند، اما کاربردهای کوتاه‌تر و در سنجش و زمان‌بندی وجود دارد که اهداف نهایی مشخص است. تجاری‌سازی محصول برای چیزی که، تا آنجا که به من مربوط می‌شود، یکی از هیجان‌انگیزترین شاخه‌های فیزیک است، در جریان است.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/why-you-shouldnt-be-worried-about-talk-of-a-quantum-winter/