فناوری کوانتومی: چالش‌ها و فرصت‌ها برای ویتنام

(دن تری) - انقلاب فناوری کوانتومی دیگر یک پیش‌بینی نیست بلکه به یک روند جهانی تبدیل شده است. انتظار می‌رود این فناوری راه‌حل‌هایی را برای بسیاری از مشکلات پیچیده زندگی بگشاید.

تصور کنید یک روز از خواب بیدار شوید و متوجه شوید که حساب بانکی، ایمیل و تمام اطلاعات شخصی شما مانند یک کتاب باز قابل خواندن هستند. شبیه داستان‌های علمی تخیلی به نظر می‌رسد؟ اما این می‌تواند در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده، زمانی که رایانه‌های کوانتومی به اندازه کافی قدرتمند باشند تا تمام سیستم‌های امنیتی فعلی را «شکسته» کنند، به واقعیت تبدیل شود.

ما در عصری از فناوری با سرعت در حال تکامل زندگی می‌کنیم که هم پتانسیل بی‌حد و حصر و هم چالش‌های بی‌سابقه‌ای را به همراه دارد. محاسبات کوانتومی که زمانی یک مفهوم نظری بود، اکنون در حال تبدیل شدن به یک واقعیت است و نویدبخش انقلابی در نحوه پردازش اطلاعات است، اما همچنین چالش‌های عظیمی را برای امنیت سایبری جهانی ایجاد می‌کند.

وقتی قفل در دیگر امن نیست

داستان با یک مطالعه‌ی پیشگامانه در مارس ۲۰۲۴ آغاز می‌شود. یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه تسینگهوا - چین، کشفی را اعلام کرد که جامعه‌ی علمی را شوکه کرد: کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند رمزگذاری RSA را ۲۰ برابر آسان‌تر از آنچه قبلاً تخمین زده می‌شد، بشکنند. این مطالعه که در مجله‌ی معتبر Physical Review Letters منتشر شد، نشان داد که به جای نیاز به ۲۰ میلیون کیوبیت که در ابتدا پیش‌بینی شده بود، تنها ۱ میلیون کیوبیت برای فروپاشی سیستم امنیتی که جهان در حال حاضر به آن متکی است، کافی است.

RSA «قفلی» است که تقریباً از تمام تراکنش‌های آنلاین امروزی محافظت می‌کند. از خرید آنلاین، انتقال وجه بانکی گرفته تا ایمیل‌های کاری، همه برای رمزگذاری اطلاعات به این الگوریتم متکی هستند. وقتی این «قفل» شکسته شود، کل دنیای دیجیتال مانند خانه‌ای بدون در خواهد بود. همه اسرار، از داده‌های شخصی گرفته تا اطلاعات ملی، می‌توانند افشا شوند.

فناوری کوانتومی به تغییر بسیاری از عوامل در زندگی بشر کمک خواهد کرد (عکس: هند).

تفاوت بین کامپیوترهای کوانتومی و کامپیوترهای معمولی در نحوه پردازش اطلاعات است. کامپیوترهای معمولی داده‌ها را بیت به بیت پردازش می‌کنند، مانند اینکه شما یک کتاب را کلمه به کلمه می‌خوانید. هر بیت فقط می‌تواند ۰ یا ۱ باشد. اما کامپیوترهای کوانتومی از «کیوبیت‌ها» استفاده می‌کنند که می‌توانند همزمان ۰ و ۱ باشند، مانند اینکه شما می‌توانید کل یک کتاب را به طور همزمان بخوانید.

این پدیده «برهم‌نهی کوانتومی» نامیده می‌شود، یک ویژگی عجیب فیزیک کوانتومی که به ذرات اجازه می‌دهد همزمان در چندین حالت وجود داشته باشند. به لطف این توانایی پردازش موازی، رایانه‌های کوانتومی می‌توانند برخی از مسائل پیچیده را با سرعتی بسیار بالاتر از قدرتمندترین رایانه‌های امروزی حل کنند. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که طی یک دهه، رایانه‌های کوانتومی به اندازه کافی قدرتمند خواهند بود تا الگوریتم‌های رمزگذاری RSA و ECC را که زیربنای امنیت تقریباً تمام تراکنش‌های الکترونیکی امروزی هستند، بشکنند.

اما تهدید واقعی از همین امروز آغاز شده است، از طریق چیزی که کارشناسان آن را «الان برداشت کن، بعداً رمزگشایی کن» می‌نامند. انگار افراد شرور بی‌سروصدا تمام پیام‌های رمزگذاری‌شده شما را در یک جعبه غول‌پیکر جمع‌آوری می‌کنند و منتظر روزی هستند که کلید اصلی را برای باز کردن آن به دست آورند. سازمان‌های اطلاعاتی بین‌المللی و هکرها اکنون انبوهی از داده‌های رمزگذاری‌شده - از ایمیل‌های دولتی ، اسناد دفاعی گرفته تا اسرار تجاری - را جمع‌آوری می‌کنند، به این امید که در ۱۰ تا ۱۵ سال آینده، وقتی رایانه‌های کوانتومی توسعه یابند، بتوانند همه آنها را رمزگشایی کنند.

رقابت برای نجات دنیای دیجیتال

در حالی که دانشمندان نگران «آخرالزمان رمزنگاری» هستند، راه‌حل‌های امیدوارکننده‌ای شروع به ظهور کرده‌اند. پس از ۸ سال تحقیق، موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) سه استاندارد رمزگذاری اول را که در برابر قدرت مخرب رایانه‌های کوانتومی مقاوم هستند، تا آگوست ۲۰۲۴ منتشر کرده است. با این حال، تبدیل کل سیستم امنیتی جهانی به این استانداردهای جدید ساده نیست و زمان می‌برد.

یکی از پیشرفته‌ترین راه‌حل‌های امروزی از یک شرکت کوچک کانادایی به نام Quantum eMotion ارائه می‌شود. این شرکت به تازگی تراشه امنیتی کوانتومی QRNG (مولد اعداد تصادفی کوانتومی) خود را تکمیل کرده و تولید آن را به غول تولید تراشه، TSMC در تایوان، منتقل کرده است. طبق بیانیه مطبوعاتی این شرکت در ژانویه 2024، این نه تنها یک دستاورد فنی، بلکه نمادی از تحول صنعت امنیت جهانی است.

تراشه‌های QRNG بر «اثر تونل‌زنی کوانتومی» متکی هستند، پدیده‌ای فیزیکی که در آن ذرات می‌توانند به روشی کاملاً تصادفی و غیرقابل پیش‌بینی از میان موانع انرژی «عبور» کنند. این اساساً با مولدهای اعداد تصادفی سنتی که به الگوریتم‌های ریاضی متکی هستند، متفاوت است. در حالی که الگوریتم‌ها، هر چقدر هم پیچیده باشند، می‌توانند با قدرت محاسباتی کافی رمزگشایی شوند، تصادفی بودن کوانتومی مطلق است. حتی قدرتمندترین کامپیوتر کوانتومی نیز نمی‌تواند نتیجه را مانند پرتاب سکه پیش‌بینی کند، اما نتیجه توسط قوانین فیزیکی اساسی جهان تعیین می‌شود.

نکته‌ی قابل توجه در مورد تراشه‌های QRNG، توانایی آنها در تولید بیش از ۱ گیگابیت در ثانیه از اعداد تصادفی کوانتومی واقعی است. این سرعت برای پاسخگویی به نیازهای رمزگذاری بلادرنگ اکثر برنامه‌های مدرن، از تراکنش‌های بانکی گرفته تا ارتباطات امن، کافی است. ظهور این فناوری، امید تازه‌ای را در مبارزه با تهدید رایانه‌های کوانتومی ایجاد می‌کند.

مترولوژی به میدان نبرد جدید تبدیل می‌شود

در بحبوحه نگرانی‌ها در مورد امنیت کوانتومی، رقابت فناوری بین ایالات متحده و چین به یک حوزه به ظاهر خشک اما بسیار مهم گسترش یافته است: مترولوژی. در دسامبر 2023، چین «برنامه اقدام 2030» را با هدف دستیابی به پیشرفت در بیش از 50 فناوری اصلی مترولوژی، با تمرکز ویژه بر تولید تراشه و مترولوژی در مقیاس کوانتومی، اعلام کرد.

مترولوژی، علم اندازه‌گیری دقیق، پایه و اساس هر صنعت مدرن است. تولید تراشه را مانند ساختن یک خانه در نظر بگیرید. اگر حتی ۱ میلی‌متر اشتباه اندازه‌گیری کنید، کل خانه فرو می‌ریزد. با توجه به اینکه تراشه‌های مدرن در مقیاس نانو هستند و هزاران برابر کوچکتر از یک ویروس هستند، دقت در اندازه‌گیری به عامل کلیدی در تعیین موفقیت یا شکست یک تولید تبدیل می‌شود. از تولید تراشه‌های نانو دقیق گرفته تا دستگاه‌های کوانتومی فوق حساس، همه چیز به توانایی اندازه‌گیری دقیق بستگی دارد.

واکنش ایالات متحده نیز به همین اندازه قاطع بوده است، و طرح «چیپس برای آمریکا» یک برنامه مترولوژی اختصاصی برای صنعت نیمه‌هادی راه‌اندازی کرده است. این رقابت نشان دهنده این درک مشترک است که هر کسی که فناوری مترولوژی پیشرفته را کنترل کند، در بسیاری از صنایع کلیدی آینده از مزیت تعیین‌کننده‌ای برخوردار خواهد بود.

ویتنام در رقابت جهانی فناوری

انقلاب کوانتومی یک چشم‌انداز دور نیست، بلکه واقعیتی است که از قبل در حال شکل‌گیری است. کارشناسان هشدار می‌دهند که اگرچه ممکن است یک بحران رمزنگاری کوانتومی واقعی هنوز 10 تا 20 سال دیگر باقی مانده باشد، اما آماده‌سازی‌ها باید از امروز آغاز شود. تهدیدی که کامپیوترهای کوانتومی برای سیستم‌های امنیتی فعلی ایجاد می‌کنند، از همین حالا غیرقابل انکار است.

موفقیت Quantum eMotion درس‌های ارزشمندی برای ویتنام ارائه می‌دهد، زیرا این کشور در تلاش است تا قطعنامه ۵۷ حزب در مورد پیشرفت‌های علمی و فناوری، نوآوری و تحول دیجیتال را اجرا کند. Quantum eMotion یک «غول فناوری» نیست. این فقط یک استارتاپ کوچک است که با دانشگاه‌های کانادا همکاری می‌کند، اما آنها با تمرکز بر یک زمینه تخصصی، محصولاتی به ارزش میلیاردها دلار ایجاد کرده‌اند.

فناوری کوانتومی می‌تواند در بسیاری از زمینه‌ها کاربرد داشته باشد (عکس: Shutter Stock).

ویتنام باید درک کند که برای ایجاد ارزش بالا در حوزه فناوری کوانتومی، لزوماً نیازی به داشتن پیشرفته‌ترین فناوری نیمه‌هادی ندارد. با استراتژی درست، سرمایه‌گذاری معقول و عزم راسخ، ویتنام نه تنها می‌تواند امنیت دیجیتال را در آینده تضمین کند، بلکه می‌تواند یک صنعت ارزشمند با فناوری پیشرفته نیز بسازد.

ویتنام مزایای خاص خود را برای توسعه در این زمینه دارد. این کشور دارای نیروی کار جوان است که بیش از 70 درصد از جمعیت آن از اینترنت استفاده می‌کنند و پایه خوبی در ریاضیات و فیزیک، مهارت‌های اصلی فناوری کوانتومی، دارند. تجربه همکاری بین Quantum eMotion و دانشگاه‌های کانادا نشان می‌دهد که مدل ترکیب تحقیقات دانشگاهی با توسعه محصول تجاری، کلید موفقیتی است که ویتنام می‌تواند کاملاً آن را بیاموزد و به کار گیرد.

وقتی ویتنام با موفقیت فناوری امنیت کوانتومی را توسعه دهد، تأثیر مثبت آن به تمام جنبه‌های زندگی اجتماعی گسترش خواهد یافت. تراکنش‌های بانکی کاملاً ایمن خواهند بود، داده‌های شخصی از هکرهای بین‌المللی محافظت می‌شوند، سیستم‌های دولت الکترونیک با بالاترین سطح امنیت کار خواهند کرد و از همه مهم‌تر، هزاران شغل باکیفیت برای نیروی کار جوان کشور ایجاد خواهد شد.

نقشه راه اقدام ویژه برای ویتنام

ویتنام، کشوری که بیش از ۷۰ درصد جمعیت آن از اینترنت استفاده می‌کنند و در حال ترویج تحول دیجیتال جامع است، آماده شدن برای دوران امنیت پساکوانتومی نه تنها یک انتخاب، بلکه یک الزام اجباری است. ابتکار ۲۰ در «برنامه اقدام استراتژیک برای اجرای قطعنامه ۵۷» کمیته راهبری قطعنامه ۵۷ مرکزی، هدف «توسعه و تسلط کامل بر فناوری رمزنگاری کوانتومی و پساکوانتومی برای تضمین امنیت اطلاعات ملی در سطح فوق‌العاده امن» را به وضوح تعریف کرده است.

برای بهره‌گیری از این فرصت، بر اساس تجربه سایر کشورها، ویتنام باید فوراً یک استراتژی جامع در مورد امنیت پساکوانتومی به کار گیرد. ستون اول، ایجاد ظرفیت تحقیق و توسعه داخلی است. ویتنام باید فوراً مراکز تحقیقاتی فناوری کوانتومی را در دانشگاه‌های پیشرو مانند آکادمی علوم و فناوری ویتنام، دانشگاه ملی هانوی، دانشگاه علوم و فناوری هانوی، دانشگاه فناوری شهر هوشی مین و غیره، همراه با شرکت‌ها و استارت‌آپ‌های فناوری پیشرفته، تأسیس کند. دولت باید نه تنها از نظر مالی، بلکه در سیاست‌گذاری نیز سرمایه‌گذاری زیادی انجام دهد و محیطی مساعد برای تحقیقات پیشرفته ایجاد کند. در عین حال، باید برنامه‌های بورسیه تحصیلی برای جذب متخصصان بین‌المللی و همکاری با مراکز تحقیقاتی پیشرو در جهان مانند MIT، استنفورد و کمبریج وجود داشته باشد.

رکن دوم، توسعه یک اکوسیستم تخصصی در صنعت نیمه‌هادی است. موفقیت Quantum eMotion با فناوری ۶۵ نانومتری نشان می‌دهد که ویتنام نیازی به رقابت در مسابقه فناوری نانو پیشرفته ندارد، بلکه می‌تواند بر روی تراشه‌های تخصصی با ارزش بالا تمرکز کند. این فرصتی برای ویتنام است تا به جای رقابت مستقیم با غول‌های حوزه تراشه‌های عمومی، یک صنعت نیمه‌هادی تخصصی ایجاد کند و بر تراشه‌های امنیتی تمرکز کند.

به کارگیری فناوری کوانتومی کافی نیست، ما باید به امنیت پساکوانتومی نیز توجه کنیم (عکس: آکسفورد).

سومین رکن، آماده‌سازی زیرساخت‌ها و منابع انسانی است. ویتنام باید همین حالا آموزش متخصصان در «رمزنگاری پساکوانتومی» را آغاز کند. این چیزی نیست که بتوان آن را به تأخیر انداخت، زیرا پدیده «الان جمع‌آوری کن، بعداً رمزگشایی کن» هر روز اتفاق می‌افتد. سازمان‌های مهمی مانند بانک دولتی، وزارت دفاع، وزارت امور خارجه و سازمان‌های دولت الکترونیک باید نقشه راه انتقال به سیستم امنیتی جدید را زودتر آغاز کنند. در صورت تأخیر، داده‌های حیاتی می‌توانند توسط افراد شرور «جمع‌آوری» شوند و منتظر روزی باشند که رایانه‌های کوانتومی برای بهره‌برداری متولد شوند. در عین حال، لازم است مراکز آزمایش و صدور گواهینامه ایجاد شود تا از کیفیت و قابلیت اطمینان محصولات فناوری کوانتومی اطمینان حاصل شود.

ستون آخر، توسعه یک چارچوب قانونی و استانداردهای ملی است. ویتنام این فرصت را دارد که در استانداردهای امنیت کوانتومی در منطقه پیشگام شود. این امر نه تنها یک مزیت رقابتی ایجاد می‌کند، بلکه به ویتنام در شکل‌دهی به استانداردهای بین‌المللی نیز حق اظهار نظر می‌دهد. تدوین مقررات مربوط به امنیت سایبری برای عصر کوانتومی و تقویت همکاری‌های بین‌المللی در توسعه استانداردها ضروری است.

فرصت‌های عظیمی در جبهه‌های مختلف پیش روی ماست.

طبق گزارش «بازار جهانی مولد اعداد تصادفی کوانتومی» که توسط Research and Markets در سال ۲۰۲۴ منتشر شده است، انتظار می‌رود بازار جهانی QRNG با نرخ رشد مرکب سالانه ۳۵ درصد رشد کند و تا سال ۲۰۳۰ به ارزش ۱.۹ میلیارد دلار برسد. این یک فرصت طلایی برای ویتنام است تا نه تنها به این بازار برسد، بلکه در یک بخش تخصصی فناوری جدید نیز پیشرو باشد.

ویتنام با استراتژی مناسب می‌تواند بدون نیاز به رقابت مستقیم با غول‌های حوزه تراشه‌های عمومی، یک صنعت نیمه‌هادی تخصصی با تمرکز بر تراشه‌های امنیتی ایجاد کند و در عین حال به تضمین امنیت دیجیتال ملی در دوران کنونی تحول دیجیتال جهانی کمک کند.

موفقیت در این زمینه نه تنها مزایای اقتصادی عظیمی به همراه خواهد داشت. ویتنام علاوه بر ایجاد هزاران شغل باکیفیت، می‌تواند به مرکزی برای صادرات فناوری امنیت کوانتومی به منطقه آسه‌آن و آسیا نیز تبدیل شود. این امر نه تنها به تولید ناخالص داخلی کمک می‌کند، بلکه جایگاه ویتنام را در نقشه فناوری جهانی نیز ارتقا می‌دهد.

انقلاب کوانتومی آینده‌ای دور نیست، بلکه همین امروز در حال وقوع است. کشورهایی که امروز دوراندیشی و اقدام قاطع دارند، برندگان مسابقه فناوری کوانتومی خواهند بود. ویتنام پتانسیل کامل تبدیل شدن به یک پیشگام در منطقه را دارد و یک صنعت نیمه‌هادی تخصصی می‌سازد که هم امنیت ملی را تضمین می‌کند و هم ارزش اقتصادی بالایی ایجاد می‌کند.

همانطور که نیلز بور، فیزیکدان مشهور، زمانی گفته بود: «پیش‌بینی بسیار دشوار است، به خصوص در مورد آینده.» اما یک چیز قطعی است: فناوری کوانتومی جهان را تغییر خواهد داد. بنابراین، ویتنام باید نه تنها برای سازگاری خوب، بلکه برای رهبری این تغییر نیز آماده شود. زمان منتظر هیچ‌کس نمی‌ماند و فرصت‌ها فقط به سراغ کسانی می‌روند که آماده‌ی تصاحب آنها هستند.

منبع: https://dantri.com.vn/cong-nghe/cong-nghe-luong-tu-thach-thuc-va-co-hoi-cho-viet-nam-20250619153925740.htm