تشریح توانمندی ایران در فناوری کوانتوم از زبان علی اکبر صالحی - پسرک کامپیوتری

به گزارش روابط عمومی سازمان انرژی اتمی، سومین آزمایش انتقال امن کوانتومی فوتون ها از سازمان انرژی اتمی ایران تا برج میلاد با حضور علی اکبر صالحی معاون رئیس جمهور و رئیس سازمان انرژی اتمی، امیر سرتیپ امیر حاتمی وزیر دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح، محمدجواد آذری جهرمی وزیر ارتباطات و فناوری اطلاعات و سورنا ستاری معاون علمی و فناوری رئیس جمهور، در آستانه دهه مبارک فجر در برج میلاد رونمایی شد.

این آزمایش با تجهیزات پیشرفته و به همت متخصصان و پژوهشگران مرکز فناوری های کوانتومی سازمان انرژی اتمی ایران انجام شد. در این روش انتقال با برقراری ارتباط کوانتومی مبتنی بر درهم تنیدگی، پیغام ها به شیوه ای امن رمزگذاری و انتقال اطلاعات در راستا تعیین شده بین دو نقطه مورد نظر انجام می شود. سپس پیغام مورد نظر توسط کلید کوانتومی رمزگذاری، به مقصد ارسال و در آنجا مجدداً به یاری کلید کوانتومی که به دلیل بهره گیری از درهم تنیدگی کوانتومی قابل کپی برداری و هک نیست، رمزگشایی می شود.

آزمایش انتقال امن کوانتومی فوتون ها تا به امروز در 3 فاز: آزمایشگاهی در فاصله 2 متری، مابین دو ساختمان به مسافت 300 متر و اخیراً بین ساختمان مرکز فناوری های کوانتومی ایران تا تراز 300 متری برج میلاد به مسافت 1650 متر صورت گرفته است.

این دستاوردها به عنوان بخشی از زیرساخت مورد احتیاج و گامی به سوی ماهواره کوانتومی، رادار/لیدارکوانتومی و شبکه های کوانتومی تلقی می شود.

فعالیت های عملیاتی مرکز فناوری های کوانتومی ایران، به عنوان متولی و پیشرو و تنها مرکز آزمایشگاهی موجود در کشور، از سال 1397 در 4 حوزه اصلی فناوری های کوانتومی (مترولوژی و حسگری کوانتومی؛ مخابرات کوانتومی؛ شبیه سازی آنالوگ و دیجیتال کوانتومی؛ رایانش و محاسبات کوانتومی) تعریف شده و در حال انجام است که می توان به رادار کوانتومی و تصویربرداری کوانتومی، رمزنگاری کوانتومی در فضای آزاد و در بستر فیبر نوری، اندازه گیری کوانتومی کمیت های مختلف فیزیکی، ساعت اتمی، مغناطیس سنجی کوانتومی، نقشه کوانتومی مغز، ژیروسکوپ و راستایاب کوانتومی و فراوری چشمه های درهم تنیده مجتمع در بستر موج بر نیز اشاره نمود.

علی اکبر صالحی امشب در این مراسم گفت: فناوری کوانتومی، فناوری بسیار مهمی است که نقشه راه آن در کشورهای پیشرفته صنعتی از اوایل قرن 21 شروع شده و در دهه اخیر دنیا به صورت جدی به این عرصه ورود نموده است. مباحث نظری به 80 سال پیش بازمی شود و اواخر دهه 90 میلادی بود که کشورهای 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 شروع کردیم. یکی از مسئولیت های عمده ما رصد تحولات علمی در دنیا است تا فناوری هایی که برای کشور مهم است را در اولویت کار خود قرار دهیم و وارد این حوزه ها شویم.

رئیس سازمان انرژی اتمی ایران در خصوص نحوه کار این فناوری گفت: روش کار در این فناوری به این شکل است که ابتدا فوتون های درهم تنیده را فراوری نموده و یک جفت فوتون را از هم جدا می کنیم و به مقصد موردنظر می فرستیم. هر اتفاقی برای فوتون باقی مانده در مبدأ ایجاد شود، فوتونی که در مقصد قرار گرفته است از آن متأثر است. ازنظر انیشتین این اتفاقی خارق العاده است و باوجودی که با محاسبات ریاضی می توان این پدیده را نشان داد ولی هنوز ازنظر مفهومی نمی توان این پدیده را به راحتی درک کرد و می توان گفت، این رویداد عجیب و اسرارآمیز یکی از آیات الهی است.

معاون رئیس جمهور در خصوص فرایند پیشرفت این پروژه اضافه نمود: بنده در سال 1395 پس از مطالعه کتابی در این حوزه، به پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای دستور دادم تا روی این فناوری کار نمایند. در سال 1397 پس از 2 سال کوشش شبانه روزی و کار سخت، اولین فوتون های درهم تنیده در مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران فراوری شد. این کار به لطف همکاران جوان، متخصص، غیور و دانش آموخته داخلی ما که از لحاظ علمی و اعتقادی انسان های وارسته ای هستند به ثمر رسید.

مرحله بعدی این پروژه بین برج آزادی و برج میلاد است که حدود 7 کیلومتر فاصله دارد و انشاالله تابستان سال آینده انجام می شود. مراحل بعدی انتقال اطلاعات نیز در ارتفاعات بالاتر و فواصل بیشتر توسط پهپاد و بالن خواهد بود و سپس آماده می شویم تا این تجهیزات را سوار ماهواره کنیم.

وی ادامه داد: ما تصمیم گرفتیم این آزمایش را در فواصل دورتر نیز انجام دهیم. هرچقدر فاصله دورتر شود، استفاده از این فناوری هم معنای بیشتری پیدا می نماید. در سال 1398 در فاصله 2 متری این فعالیت را انجام دادیم با این تفاوت که نرخ فراوری فوتون ها را افزایش دادیم و توانستیم چند میلیون جفت فوتون درهم تنیده فراوری کنیم درحالی که در سال 1397 پیروز به فراوری چندصد فوتون شده بودیم. در خرداد 1399 در فاصله 300 متری در سازمان انرژی اتمی و با نرخ بالا این پروژه را آزمایش کردیم. توانستیم 117 بیت در ثانیه کلید کوانتومی فراوری کنیم. در آنجا مجدداً به یاری کلید کوانتومی که به دلیل بهره گیری از درهم تنیدگی کوانتومی قابل کپی برداری و هک نمی باشد، پیغام رمزگشایی می شود.

صالحی در خصوص نرخ بالای فوتون ها این گونه شرح داد: بعضی فوتون ها در حین آزمایش و در روبرو با هوا ازبین می فرایند. فوتون ها جذب هوا می شوند و هرچه ارتفاع بیشتر می شود هوا رقیق تر شده و امکان جذب فوتون ها نیز کمتر می شود. به عنوان مثال باید میلیون ها فوتون در ثانیه فراوری شود تا تبدیل به 117 بیت در ثانیه کلید کوانتومی شود.

رئیس سازمان انرژی اتمی درباره آینده این فناوری در کشور گفت: مرحله بعدی این پروژه بین برج آزادی و برج میلاد است که حدود 7 کیلومتر فاصله دارد و انشاالله تابستان سال آینده انجام می شود. مراحل بعدی انتقال اطلاعات نیز در ارتفاعات بالاتر و فواصل بیشتر توسط پهپاد و بالن خواهد بود و سپس آماده می شویم تا این تجهیزات را سوار ماهواره کنیم.

معاون رئیس جمهور با اشاره به روش های انتقال اطلاعات در این فناوری گفت: فوتون ها را به وسیله فیبر نوری نیز می توان انتقال داد. امیدواریم ظرف 1 الی 2 سال آینده بتوانیم به وسیله فیبر نوری از سازمان انرژی اتمی ایران در تهران به سایت شهید علی محمدی در فردو انتقال داشته باشیم. اگر بتوانیم 90 الی 100 بیت در ثانیه در این فاصله انتقال دهیم قادر خواهیم بود ارتباطات بین این دو سایت را بصورت کوانتومی رمزگذاری نماییم.

صالحی در خصوص حوزه هایی که این فناوری کاربرد دارد اضافه نمود: به طورکلی هر کجا که احتیاج به انتقال اطلاعات به صورت رمزدار باشد این فناوری مورد استفاده قرار می گیرد. ازجمله این حوزه ها می توان به مخابرات، دفاعی، ارتباطات بانکی، پزشکی، کامپیوتر، تصویربرداری، هوش مصنوعی، حسگرها، ساعت اتمی، رادار، بیولوژی و زیست شناسی و... اشاره نمود.

رئیس سازمان انرژی اتمی از راه اندازی رشته دانشگاهی فناوری کوانتوم با همکاری چند دانشگاه طراز اول کشور اطلاع داد و گفت: در حال تدوین مطالب عملی و کتب درسی در این حوزه از دبیرستان تا دانشگاه و تحصیلات تکمیلی هستیم. با چند دانشگاه قرارداد بستیم و امکانات، بودجه و سیلابس درسی را در اختیار آنها قرار دادیم تا در این رشته دانشجو بگیرند.

معاون رئیس جمهور در رابطه با تجاری سازی این فناوری گفت: به بحث تجاری سازی ورود نمی کنیم ولی با وزارت دفاع، معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و وزارت ارتباطات قراردادهایی بستیم تا فناوری را به آنها انتقال دهیم و کار تجاری سازی با آنها می باشد.

صالحی در خصوص کشورهایی که از این فناوری استفاده می نمایند تأکید کرد: در غرب آسیا نیز تا به امروز کشوری این آزمایش را انجام نداده است. در دنیا کشورهای معدودی مانند اتریش، آمریکا، چین، روسیه، هند، انگلیس، اتحادیه اروپا و کانادا پیروز به انجام فعالیت در این حوزه شده اند و سرمایه گذاری عظیمی در فناوری های کوانتومی شده است.