سارا طاهری، خبرنگار گروه دانشگاه: فناوری کوانتومی از فناوری‌های نوظهوری است که به دلیل پتانسیل عمیق آن در دگرگون کردن ساختار‌های حکمرانی، امنیت ملی و روابط بین‌المللی مورد توجه ویژه قرار گرفته است. به همین دلیل است که سال‌های اخیر، تعداد زیادی از دانشگاه‌ها در سراسر جهان وارد حوزه فناوری کوانتومی شده‌اند و به پیشرفت‌هایی در زمینه‌هایی مانند محاسبات کوانتومی، رمزنگاری کوانتومی و سنجش کوانتومی کمک کرده‌اند. دانشگاه‌هایی که اکنون درگیر تحقیقات فناوری کوانتومی هستند. مؤسسات پیشرو در کشور‌هایی مانند ایالات متحده، کانادا، آلمان، بریتانیا، استرالیا و چین مراکز تحقیقاتی کوانتومی اختصاصی ایجاد کرده‌اند، در حالی که بسیاری دیگر نیز مشارکت‌های قابل توجهی دارند. یکی از مراکزی که این روز‌ها به عنوان مرکز تحقیقات مهم دانشگاهی در این حوزه شناخته می‌شود، مرکز تحقیقات فناوری‌های کوانتومی است که در دانشگاه آزاد واحد علوم‌وتحقیقات تشکیل شده و این روز‌ها به عنوان قطب مهم رایانش کوانتوم کشور شناخته می‌شود. در این گزارش با شهرام سلیمانی، رئیس مرکز تحقیقات فناوری‌های کوانتومی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم‌وتحقیقات به گفت‌و‌گو نشسته و از اهمیت فناوری کوانتومی و فعالیت‌های این مرکز تحقیقات در این حوزه پرداختیم که در ادامه از نظر می‌گذرانید.
اهمیت فناوری کوانتومی بر کسی پوشیده نیست و برخی کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند پس از هوش مصنوعی، دهه آتی دهه کوانتوم خواهد بود. کوانتوم چگونه و در چه ابعادی می‌تواند بر جریان زندگی بشر تأثیر گذارد؟
علم کوانتوم سابقه بیش از صد سال دارد، اما ورود به بحث فناوری‌های کوانتومی به صورت جدی، در چند دهه اخیر اتفاق افتاده و کشور‌ها به سمت آن حرکت کرده‌اند. این فناوری مانند سایر فناوری‌های نوظهور، دارای پیامد‌های مثبت و منفی در زندگی بشر است. این پیامد‌ها در جنبه‌های پزشکی، نظامی، مواد جدید و سایر موارد به طرز فکر دولتمردان و سیاستگذاران آن کشور برمی‌گردد که به سمت پیامد‌های مثبت یا منفی این علم و فناوری حرکت کنند. البته با توجه به پتانسیل و توانایی این فناوری، دیدگاه دولتمردان همانطور که خدمتتان عرض کردم عامل مهمی است که این فناوری را به چه سمتی پیش ببرند.
برای توضیح بیشتر یک مثال بگوییم؛ فناوری‌های هسته‌ای را می‌توان در قالب پزشکی هسته‌ای پیش برد یا می‌توان با آن یک بمب اتم ساخت. این پیامد‌های مثبت یا منفی برای فناوری‌های کوانتومی نیز قابل تعبیر است.
باید تمهیدات ویژه‌ای برای پیشبرد فناوری کوانتومی اندیشیده شود
وضعیت حال حاضر این فناوری را در ایران چگونه می‌بینید؟ جایگاه کشور بین قدرت‌های طراز اول جهان و کشورهای منطقه را چگونه ارزیابی می‌کنید؟
علی‌رغم وجود محققان خوب و طراز‌اول جهانی که در کشور وجود دارند، فاصله ما با کشورهای پیشرو در این حوزه مثل چین، آمریکا و اتحادیه اروپا، زیاد است و اگر تمهیدات ویژه‌ای در این مسیر توسط دولتمردان ما دیده نشود این فاصله به صورت تصاعدی بیشتر می‌شود. یعنی این گونه نیست که بگوییم الان دو سال عقب هستیم اما در دو سال آینده، باز هم به همین نسبت عقب می‌افتیم! متأسفانه اینگونه نیست و با توجه به میزان پیشرفت روز به روز این فناوری، به صورت تصاعدی عقب می‌افتیم که مسلماً کشور صدمات جبران ناپذیری را در این حوزه خواهد دید. معتقدم اگر تمهیدات ویژه‌ای در جهت پیشبرد این فناوری در دیدگان دولتمردان، صاحبان قدرت و مسئولان دیده نشود، آسیب‌های زیادی خواهیم دید.
نیازمند سرمایه‌‌گذاری برای تأمین زیرساخت فناوری‌های نوظهور هستیم
چه باید کرد؟ چه تمهیداتی نیاز داریم؟
اولین و مهم‌ترین بخش در فناوری‌های نوظهور، داشتن بودجه برای تأمین زیرساخت و قطعات موردنیاز است. ذات این فناوری نیز هزینه‌بر است. باید این دیدگاه در ذهن مسئولان کشور جا بیفتد که این فناوری چقدر می‌تواند در اقتدار یک کشور مهم باشد و در صورت عدم توجه به این مسیر قطعاً در آینده نزدیک با مشکل مواجه خواهیم شد.
یک مثال خدمت شما عرض کنم. طبق اطلاعات چاپ شده تا سال 2030 فقط در حوزه رایانش کوانتومی بیش از 130 میلیارد دلار هزینه می‌شود. کشور چین تا به الان طبق اطلاعات پابلیش شده نزدیک 16 میلیارد دلار فقط هزینه رایانش کوانتومی کرده است. آمریکا نیز بودجه‌ای معادل بیش از 15 میلیارد دلار هزینه می‌کند. اتحادیه اروپا و سایر کشور‌ها نیز به همین صورت است. البته این اطلاعات پابلیش شده است اما قطعاً اطلاعات محرمانه‌ای بابت میزان بودجه اختصاص داده شده دارند، که پابلیش نمی‌کنند.
کشور روسیه، نیز فقط در زمینه رایانش کوانتومی 790 میلیون دلار اختصاص داده است و ناظر مستقیم در بحث رایانش کوانتومی نیز خود آقای پوتین است. بنابراین با توجه به این میزان بودجه‌های اختصاص داده شده کشور باید به صورت جداگانه تمهیداتی برای تأمین بودجه و تربیت نیروی انسانی در این مسیر هزینه کند. اگر بودجه باشد تربیت نیروی انسانی نیز اتفاق افتاده و زیرساخت امکانات موردنیاز هم فراهم خواهد شد. اگر این بودجه تأمین شود، ایران از بابت نیروی انسانی مشکلی نخواهد داشت، زیرا این پتانسیل و توانایی در محققان داخلی به وفور دیده می‌شود.
اسناد کوانتوم تجمیع و به یک سند واحد تبدیل شود
سند کوانتوم در حال آماده‌سازی در شورای عالی انقلاب فرهنگی است. این سند از دیدگاه شما باید چه مواردی را لحاظ کند و نقشه راه پیشروی این فناوری در داخل چگونه باید طراحی شود؟
مرکز تحقیقات ما افتخار همکاری در تدوین این سند را داشته است. البته این نکته را بگوییم که سند کوانتوم توسط چند ارگان دیگر مانند ستاد کل نیرو‌های مسلح، وزارت ارتباطات و مخابرات و... نیز تهیه شده است. به نظرم مهم‌ترین گامی که می‌توان برداشت تجمیع این اسناد و تبدیل به یک سند واحد است که می‌تواند مسیر را هدفمندتر کند. مواردی که در سند شورای عالی انقلاب فرهنگی تدوین شده بر اساس نیازسنجی کشور بوده و به‌نظر من سند خوبی است؛ اما یکی از نکات مهمی که در اینگونه اسناد برای فناوری‌های نوظهور باید لحاظ شود به‌روز کردن سالانه آن است. نباید مانند دیگر اسناد، این سند تهیه شود و برود تا 5 سال آینده و هیچ به‌روز‌رسانی‌ای در آن صورت نگیرد! قطعاً اگر در اینگونه اسناد، نقشه راه، سال به سال به‌روز نشود به شکست منجر خواهد شد. چرا؟ چون ذات این فناوری به این صورت است که هر روز در دنیا شاهد پیشرفت و تغییرات شگرف تکنولوژیکی آن هستیم. بنابراین اینگونه اسناد برای این فناوری‌های نوظهور نیز باید سالیانه به‌روز‌رسانی شود و میزان بودجه اختصاص داده شده به هر بخش نیز باتوجه به میزان دستیابی محققان دنیا به هدف مورد نیاز تغییر پیدا کند.
شورای عالی انقلاب فرهنگی، ستاد کل نیرو‌های مسلح و سایر ارگان‌ها، طبق نیازمندی‌های خود، سند کوانتوم را تدوین کرده‌اند. در اینجا ما باید به یک مسیر و نتیجه‌گیری واحد برسیم تا آن‌ها به یک سند واحد تبدیل شوند. به طور مثال ما در رایانش کوانتومی در بسترهای اصلی کامپیوترهای کوانتومی باید به یک نتیجه واحد برسیم و بدانیم در کدام‌یک و یا چند بستر می‌توانیم این کامپیوتر را در کشور طبق زیرساخت‌ها استقرار دهیم. به فرض اگر ستادکل نیرو‌های مسلح قصد حرکت به سمت کامپیوترهای کوانتومی ابررسانا را دارد و یا وزارت ارتباطات و مخابرات می‌خواهد به سمت کامپیوتر کوانتومی فوتونیک قدم بردارد و یا دانشگاه آزاد به سمت ساخت کامپیوتر کوانتومی یون به‌دام‌افتاده رفته است، باید برای ارتقای تمام این‌ها به یک نقشه راه واحد برسیم و بدانیم زیرساخت و نیازمندی کشور کدام است. طبق این سند باید به یک نتیجه واحد برسیم که در عمل برای پیاده کردن این اسناد و نقشه راه بتوانیم یک هم‌افزایی مشترک داشته باشیم.
مسیر فناوری‌های نوظهور باید از کانال دانشگاه عبور کند
به دانشگاه‌ها برسیم؛ دانشگاه‌ها در مسیر رشد این فناوری چه سهمی دارند؟ در حال حاضر ارزیابی شما از توجه دانشگاه‌های داخلی به فناوری چگونه است؟
به عنوان یک عضو کوچک دانشگاهی می‌گویم که مسیر‌های فناوری‌های نوظهور قطعاً باید از کانال دانشگاه‌ها عبور کند؛ چون تخصص لازم و پیشینه علمی مورد نیاز بوده که دانشگاه دارای این زیرساخت است. چند دانشگاه داخلی در این مسیر حرکت‌های خوبی داشته و در حال پیشروی و پیشبرد اهداف هستند. اما همانطور که پیش‌تر گفتم با توجه به هزینه‌بر بودن تحقیق و توسعه در فناوری‌های کوانتومی، تعداد این دانشگاه‌ها اندک است و سرعت توسعه در این دانشگاه‌ها در حال حاضر به کندی پیش می‌رود. اینجا هم کمک دولتمردان را می‌طلبد که اولاً، تمرکز فقط روی دانشگاه پایتخت نباشد که متأسفانه در حال حاضر روال به این صورت است. یعنی فقط چند دانشگاه در تهران وجود دارند که در این زمینه فعالند. این وظیفه باید قطعاً بین دانشگاه‌های کشور تقسیم شود. لازمه آن حمایت مسئولان و دولتمردان کشور است که بودجه‌های مورد نیاز را با توجه به نقشه راهی که توسط شورای عالی انقلاب فرهنگی انتشار داده خواهد شد، بین دانشگاه‌ها و سایر مراکز مرتبط به صورت هدفمند تقسیم کند.
برای توسعه فناوری کوانتوم بودجه‌ای به دانشگاه‌ها نرسید
از کمک دولتمردان صحبت کردید. این کمک به چه صورت بوده است؟
منظور از کمک، تأمین زیرساخت مورد نیاز برای نیل به اهداف نقشه راه هر مرکز دانشگاهی است. اگر یک کفه ترازو را افراد علمی و محققان دانشگاه بگذاریم، این وظیفه ماست که کار را از لحاظ علمی پیش ببریم، اما کفه دیگر ترازو به تأمین زیرساخت مورد نیاز برمی‌گردد که لازمه آن، بودجه کافی و مورد نیاز و حمایت قاطع مسئولان است که البته اینجا جای گله وجود دارد. من به عنوان یک عضو کوچک دانشگاهی از مسئولان کشور در این حوزه گلایه‌مندم، چون آنطور که نیاز کشور در این حوزه را درک می‌کنیم، بودجه خاصی در راه توسعه مسیر این فناوری به دانشگاه‌ها اختصاص داده نشده است و اگر به همین منوال پیش برود، متأسفانه خسارت‌های جبران‌ناپذیری را به امنیت کشور و زیرساخت کشور در آینده نزدیک وارد خواهد کرد.
دانشگاه آزاد قطب فناوری کوانتومی کشور می‌شود
به دانشگاه آزاد بپردازیم؛ کمک دولتمردان به دانشگاه آزاد نسبت به دانشگاه‌های دیگر چقدر بوده است؟ این دانشگاه چگونه می‌تواند جایگاه خود را نسبت به این فناوری ارتقا دهد؟
قبل از اینکه به این بحث ورود کنم، باید عرض کنم که دکتر طهرانچی، رئیس محترم دانشگاه آزاد، از متخصصان این حوزه بوده و در مسیر آماده کردن زیرساخت فناوری‌های کوانتومی، اقدامات خوب و سنجیده‌ای انجام داده‌اند. از تأسیس دانشکدگان علوم همگرا و کوانتومی که در دستور کار قرار دادند تا تأسیس مراکز تحقیقاتی این حوزه و تجهیز این مراکز. زیرساخت مورد نیاز خوبی نیز به لطف خداوند و تمهیدات ایشان، مخصوصاً در واحد علوم‌وتحقیقات، استقرار پیدا کرده است. اما ادامه مسیر برای کسب جایگاه‌های برتر دنیا و رفع نیازهای کشور، نیازمند تمهیدات ویژه‌تری است.
در حال حاضر، دانشگاه آزاد جایگاه خوبی در رایانش کوانتومی در سطح خاورمیانه دارد، اما اگر بخواهیم این جایگاه را حفظ کنیم و از کشورهای حوزه خلیج فارس و همسایه شمالی خودمان عقب نیفتیم، قطعاً ورود دولتمردان کشور و فراهم کردن ادامه پیشرفت زیرساخت فراهم‌شده ضروری است تا بتوانند به دانشگاه آزاد که پتانسیل‌های زیادی در این حوزه دارد، کمک کنند. در ادامه خواهم گفت دانشگاه آزاد چه جایگاهی را کسب کرده است. حالا باید بتوانیم مسیری که آغاز کردیم ادامه داده و جایگاه و دستاوردهایمان را ارتقا دهیم و به قطب فناوری کوانتومی کشور تبدیل شویم. از بابت سؤال اول که گفتید دولت چقدر به دانشگاه آزاد کمک کرده، باید گفت اقداماتی در این زمینه صورت گرفته، ولی کافی نیست و این مجموعه دانشگاه، همانطور که پیش‌تر گفتم، از پتانسیل بالایی برخوردار است و نیازمند توجه بیشتر در این مسیر است. ولی جای خوشحالی است که عرض کنم این دانشگاه تمام‌قد ایستاده است و حمایت خوبی از محققان این حوزه را انجام می‌دهد.
مرکز تحقیقات کوانتومی، مجری ۸ طرح ملی کشور
مرکز تحقیقات فناوری‌های کوانتومی واحد علوم‌وتحقیقات در بازه زمانی شروع فعالیتش تاکنون چه اقداماتی را انجام داده است؟ چه دستاوردهایی در حوزه کوانتوم داشته است؟
مرکز تحقیقات فناوری‌های کوآنتومی واحد علوم‌وتحقیقات یکی از مراکز تحقیقاتی مهم دانشگاه آزاد بوده که البته پایلوت اصلی در این حوزه است و دو سالی می‌شود که کار خود را به صورت رسمی آغاز کرده است. این مرکز به لطف خدا، بصیرت، تدابیر و کمک‌های دکتر طهرانچی و دکتر صباغ‌زاده، قائم‌مقام ریاست دانشگاه در واحد علوم‌وتحقیقات، به عنوان یکی از قطب‌های مهم رایانش کشور انتخاب شده است. در حال حاضر، ۴۰ نفر نیروی متخصص در این مرکز مشغول به فعالیت بوده و فعلاً مجری ۸ طرح ملی کشور هستیم و این ۸ طرح ملی در حوزه ارتباطات کوانتومی، رایانش کوانتومی، زیست فناوری و حسگری کوانتومی است.
لطف خدا شامل حال ما شد و مرکز تحقیقات فناوری‌های کوانتومی، یکی از قوی‌ترین کامپیوترهای کوانتومی در سطح خاورمیانه را استقرار داده است و البته تجهیزات مربوط به حسگری کوانتومی، زیست فناوری کوانتومی و ارتباطات کوانتومی را نیز در این مرکز استقرار داده است. درواقع، یکی از مجهزترین مراکز تحقیقاتی کشور در حوزه فناوری‌های کوانتومی در هر چهار حوزه اصلی فناوری‌های کوانتومی هستیم. لازم است به این نکته اشاره کنم که فناوری کوانتومی طبق تقسیم‌بندی دنیا، خود به ۴ حوزه تقسیم‌بندی می‌شود که عبارتند از رایانش کوانتومی، اطلاعات کوانتومی، زیست فناوری کوانتومی و حسگری کوانتومی. ما در هر ۴ حوزه با کمک مسئولان دانشگاه آزاد زیرساخت قابل قبولی استقرار داده‌ایم و توانستیم در طول این مدت، ۴۰ نفر نیروی متخصص را مشغول به کار کنیم و آن‌ها از مهاجرت خود با وجود پذیرش در دانشگاه‌های خوب دنیا صرف‌نظر کرده‌اند. نزدیک به ۲ هزار متر فضا نیز در اختیار داریم و امکانات مورد نیاز محققان را نیز استقرار دادیم که اکنون مشغول به کار در این زمینه هستند.
قوی‌ترین کامپیوتر کوانتومی یون به‌دام‌افتاده کشور را داریم
یکی از اقدامات این مرکز تحقیقات، حرکت به سمت طراحی و ساخت کامپیوتر کوانتومی یون به‌دام‌افتاده بود که قرار بود با مشارکت‌های بین‌المللی انجام شود. این موضوع به کجا رسید؟ ویژگی‌های این کامپیوتر چه خواهد بود؟
باید عرض کنم که قدم نهادن در راه توسعه فناوری‌های نوظهور بدون همکاری‌های بین‌المللی و اشتراک گذاشتن تجربیات متخصصان این حوزه کار درستی نیست و ما هم در این مسیر از همکاری‌های بین‌المللی با توجه به توان متخصصان داخلی بهره‌مند شدیم. محققان این مرکز طراحی و ساخت کامپیوتر کوانتومی یون به‌دام‌افتاده را از چند سال پیش آغاز کردند و در این راه با همکاری‌های بین‌المللی و با محوریت محققان دانشگاه آزاد، به لطف خدا این پروژه به اتمام رسید و یکی از قوی‌ترین کامپیوترهای کوانتومی یون به دام افتاده را در کشور استقرار دادیم و این سیستم هم‌اکنون در حال ارائه خدمات است. از الزاماتی که داشتیم این بود که برای استقرار هر کامپیوتر کوانتومی، اولین قدم، داشتن یک اتاق تمیز مخصوص این کار است. در کشور تجربه برای ساخت انواع اتاق تمیز وجود داشت، مانند اتاق تمیزهای دارویی، اما تجربه ساخت اتاق تمیز مخصوصاً برای کامپیوتر کوانتومی که از الزامات مهم آن حفظ تغییرات دمایی کمتر از نیم درجه سانتی‌گراد در مساحت‌های بالای ۱۰۰ مترمربع است، وجود نداشت.
ما این اتاق تمیز (clean room) را با کمک مهندسان داخلی طراحی کرده و ساختیم. صفر تا صد ساخت این اتاق تمیز توسط محققان داخل انجام شد. جای شکر دارد که اتاق تمیز ساخته‌شده برای استقرار این کامپیوتر، به‌مراتب بهتر از کشورهای بود که با آن‌ها همکاری داشتیم.
با توجه به کارکردهای این علم در عرصه‌های مختلفی مثل پزشکی و نظامی، در حال حاضر اولویت اصلی مرکز بعد از این موضوع چه خواهد بود؟
این مرکز دارای نقشه راه جامع و کامل است. این نقشه راه، توسط شورای سیاست‌گذاری این مرکز تدوین شده و در این شورای سیاست‌گذاری از متخصصان این حوزه کمک گرفته شده است. در نقشه راه مذکور، تمامی جزئیات دیده شده است. این نقشه راه ۳۰۰ صفحه‌ای چراغ راه ما در این مسیر است و در مسیر آن حرکت می‌کنیم. اولویت‌های مشخص‌شده‌ای در فناوری‌های رایانش، حسگری، زیست فناوری و سایر نیازمندی‌های کشور که در سند ملی کوانتوم نیز به آن‌ها اشاره شده است، داریم و در راه نیل به اهداف در حال حرکتیم. به لطف خدا، از اولین دستاورد خود یعنی کامپیوتر کوانتومی رونمایی کردیم و به زودی در کمتر از یک سال آینده از چند دستاورد مهم دیگر رونمایی خواهیم کرد که به سهم خود مقداری از نیازمندی‌های کشور در این حوزه را رفع کنیم.
یکی از پایلوت‌های زیست فناوری کوانتومی کشوریم
در حال حاضر در کشور چقدر به سمت تأمین نیازهای داخلی و تجهیزات و فناوری‌های مبتنی بر کوانتوم حرکت کرده‌ایم؟ چقدر مرکز تحقیقات دانشگاه آزاد واحد علوم‌وتحقیقات در این زمینه فعال بوده است و نقش آن را به چه صورت ارزیابی می‌کنید؟
در این مسیر، کشور قدم‌های خوبی برداشته است، اما بسیار جای کار دارد. در زمینه ارتباطات کوانتومی، کشور دستاوردهای خوبی را دارد، اما هنوز به آن وضعیت مطلوب خود نرسیده‌ایم. بحث ارتباطات کوانتومی از اولویت‌های مهم حفظ اطلاعات یک کشور است. در زمینه کامپیوتر کوانتومی نیز دانشگاه آزاد به عنوان پیشرو در این مسیر، یکی از قوی‌ترین سیستم‌ها در کشور استقرار داده است. امیدواریم بتوانیم با حمایت مسئولین کشور، جایگاه خوبی را در سطح منطقه و دنیا کسب کنیم. در حال حاضر، مرکز تحقیقات فناوری‌های کوانتومی دانشگاه آزاد به عنوان یکی از مراکز مهم در این حوزه شناخته شده و ما را به عنوان یکی از مراکز مهم رایانش کوانتومی کشور انتخاب کرده‌اند. در زمینه زیست فناوری کوانتومی نیز یکی از پایلوت‌های کشور هستیم که امیدواریم بتوانیم برای محققان کشور بستر خوبی را فراهم کنیم تا بتوانیم هم از مهاجرت کسانی که در این زمینه مستعدند جلوگیری کنیم و هم نقش بسزایی را در پیشرفت این فناوری مهم در کشور ایفا کنیم.
خرداد ۱۴۰۴ موعد رونمایی سامانه ارتباطات کوانتومی
فکر می‌کنید دانشگاه آزاد در چه بازه زمانی بتواند به قطب فناوری کوانتومی در سایر بسترها برسد؟
در حال حاضر در زمینه رایانش کوانتومی، یکی از قطب‌های مهم فناوری کوانتومی کشور را در دست گرفته‌ایم. در بحث زیست فناوری کوانتومی نیز بسیار پیشروییم و جلسات تصویب طرح‌های ملی کشور در مرکز تحقیقات ما انجام می‌شود و در ادامه اگر دانشگاه آزاد در حوزه فناوری‌های کوانتومی، رویکرد دکتر طهرانچی را ادامه دهد، قطعاً در آینده نزدیک می‌توانیم در بسترهای دیگر مانند حسگری و ارتباطات کوانتومی نیز به قطب تبدیل شویم.
منتظر شنیدن خبر جدید در مرکز تحقیقات باشیم؟
به امید خدا، در کمتر از یک سال آینده ما از سامانه مهمی در حوزه ارتباطات کوانتومی رونمایی خواهیم کرد. تلاش داریم این اتفاق در خردادماه سال آینده رقم بخورد.
