کامپیوترهای کوانتومی؛ ابزارهایی مخرب یا تاثیرگذار؟

کامپیوترهای کوانتومی، به‌عنوان گام بعدی سیر تکامل پردازش اطلاعات شناخته می‌شوند. آینده‌ی این فناوری به ما وعده‌ی غلبه بر تمام سیستم‌های رایج امروزی و پردازش اطلاعات با سرعتی بیشتر از قوی‌ترین سوپرکامپیوترها را داده است. با این حال، اکثر مباحث علمی مرتبط با این موضوع همچنان بر استفاده‌های نهایی کامپیوترهای کوانتومی متمرکز بوده است. ما می‌دانیم که کامپیوترهای کوانتومی توانایی مدیریت اطلاعات با سرعت قابل‌توجهی را دارند؛ اما این کامپیوترها دقیقاً در چه نوعی از پردازش اطلاعات مناسب خواهند بود؟ این عدم قطعیت موجب افزایش ابهامات در مورد تأثیرات بالقوه‌ی چنین ابزار تئوریک و قدرتمند، شده است.

ماه گذشته، تعدادی از نامداران فناوری‌های کوانتومی در کنفرانسی که هر ۶ ماه با موضوع فناوری‌های کوانتومی در مسکو برگزار می‌شود، گرد هم آمدند. یکی از جذاب‌ترین موضوعات این کنفرانس توسط الکساندر لوُوسکی، مدیر گروه کوانتوم اُپتیک در مرکز کوانتوم روسیه و استاد فیزیک دانشگاه کال‌گاری کانادا، مطرح شد. لوُوسکی معتقد است که کامپیوترهای کوانتومی ابزارهایی مخرب هستند.

چه پتانسیلی در کامپیوترهای کوانتومی وجود دارد که لوُوسکی چنین ادعایی را مطرح می‌کند؟ در پاسخ به این سوال او به یکی از کاربردهای این فناوری یعنی شکستن رمزنگاری مدرن، می‌پردازد.

امروزه، تمام اطلاعات حساس دیجیتالی که از طریق اینترنت ارسال می‌شوند، برای حفاظت از حریم خصوصی طرفین، رمزگذاری شده‌اند؛ در گذشته، ما شاهد نمونه‌هایی بوده‌ایم که هکرها توانستند این اطلاعات را با شکستن رمزگذاری آن‌ها، تصاحب کنند. لوُوسکی معتقد است که کامپیوترهای کوانتومی در آینده، روند شکستن رمزگذاری را راحت‌تر و سریع‌تر خواهند کرد.

در واقع، او ادعا می‌کند که هیچ‌کدام از رمزگذاری‌های امروزی نخواهند توانست از قدرت پردازشی کامپیوترهای کوانتومی، مخفی بمانند. پرونده‌های پزشکی و اطلاعات اقتصادی، حتی اطلاعات محرمانه‌ی دولتی و سازمان‌های نظامی به‌راحتی در دسترس خواهند گرفت و این به معنای آن است که تمام دنیا در معرض تهدید این فناوری قرار دارند. متخصصان این حوزه نیز درستی صحبت‌های لوُوسکی را تایید می‌کنند. وِن‌جامین روزن‌فِلد، استاد فیزیک دانشگاه لودوینگ ماکسی‌میلیان مونیخ، در مصاحبه‌ای می‌گوید:

به هر حال حق با لوُوسکی است؛ در صورت جایگزین شدن کامپیوترهای کوانتومی با کامپیوترهای امروزی، با توجه به نیازها و کاربردها در این برهه‌ی زمانی، نمی‌توان از این فناوری در موارد خاص استفاده کرد.

با این حال، او به این موضوع اشاره می‌کند که  مسئله‌ی فوق ممکن است به‌زودی تغییر کند.

برای شکستن رمزگذاری‌ها، تنها دو الگوریتم کوانتومی وجود دارد که یکی از آن‌ها به این کامپیوترها اجازه‌ی جستجو در پایگاه داده را می‌دهد و از دیگری که الگوریتم شُور نام دارد، می‌توان برای شکستن رمزگذاری استفاده کرد. در طی این کنفرانس، میخایل لاکین، یکی از بنیان‌گذاران مرکز کوانتومی روسیه و مدیر گروه لاکین در آزمایشگاه کوانتوم اپتیک دانشگاه هاروارد، خبر از ساخت و آزمایش موفقیت‌آمیز یک کامپیوتر کوانتومی ۵۱ کیوبیتی داد؛ او قرار است از این کامپیوتر برای اجرای الگوریتم شُور استفاده کند.

ولادیمیر شالایِف، استاد الکترونیک و مهندسی کامپیوتر دانشگاه پوردو و عضو هیئت مشورتی بین‌المللی مرکز کوانتوم روسیه، در پاسخ به این سوال بیان می‌کند که کامپیوترهای کوانتومی نه ابزار نابودی هستند و نه خلقت، بلکه هر دو این صفات را با هم دارند. او می‌گوید:

من با لوُوسکی مخالفم؛ هر موفقیت جدیدی هر دو جنبه‌ی مثبت و منفی را با هم ایجاد می‌کند.

او به فناوری لیزر به عنوان مثال، اشاره می‌کند و می‌گوید:

لیزرها با ورود به حوزه‌های ارتباطات، عمل جراحی و ماشین‌ها، زندگی ما را تغییر دادند؛ اما از آن‌ها در کاربردهای نظامی نیز استفاده می‌شود؛ اما به عقیده‌ی من این طبیعت زندگی است. هیچ پدیده‌ای به‌طور مطلق خوب نیست و بدی‌هایی نیز دارد؛ بنابراین به عقیده‌ی من کامپیوترهای کوانتومی تنها ابزارهایی مخرب نیستند و می‌توانند در جهت سازندگی هم مفید باشند.

حقایق زیادی برای بررسی صحت گفته‌های شالایِف وجود دارد؛ فناوری هسته‌ای، به‌طور عمده به‌عنوان ابزاری مخرب توسعه داده شد؛ و بعد از جنگ، استفاده‌های مثبت بیشتری برای این فناوری پیدا شد؛ از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به تاثیر این فناوری در انرژی، داروسازی، کشاورزی و حوزه‌های دیگر اشاره کرد. کامپیوترهای کوانتومی ممکن است به‌اندازه‌ی یک بمب اتمی، تخریب فیزیکی نداشته باشند؛ اما پتانسیل‌های کاربرد این فناوری در رابطه با رمزنگاری در واقع معادل دیجیتالی این تخریب است؛ عاملی که موجب شد چنین موضوعی در این کنفرانس‌ها مطرح شود.

بنابراین، اگر کامپیوترهای کوانتومی چنین پتانسیل‌های مخربی دارند، چرا به دنبال توسعه‌ی آن‌ها هستیم؟ همان‌طور که لاکین مطرح کرد، کاربردهای بالقوه‌ای ورای شکستن رمزگذاری‌ها وجود دارد؛ کاربردهایی که متخصصان بسیار درباره‌ی آن‌ها هیجان‌زده‌اند. به عنوان مثال، کامپیوترهای کوانتومی تاثیر بسیاری بر سنسورهای کوانتومی دارند. لاکین می‌گوید:

با توجه به قدرت پردازشی این کامپیوترها، کامپیوترهای کوانتومی پتانسیل تغییر تشخیص‌های پزشکی را دارند. تصور کنید که پیامدهای استفاده از این کامپیوترها در کشورهای جهان سوم نظیر آفریقا، چه مقدار می‌تواند باشد؛ این فناوری می‌تواند به شناسایی و درمان بیماران کمک کند. به عقیده‌ی من این فناوری می‌تواند بر جامعه نیز تاثیر بسیاری داشته باشد.

همچنین قدرت پردازشی کامپیوترهای کوانتومی می‌تواند تحقیقات حوزه‌ی هوش مصنوعی را نیز پیش ببرد. در پایان لاکین بیان می‌کند:

من کاملاً متقاعد شده‌ام که پیش از آنکه از کامپیوترهای کوانتومی برای شکستن رمزگذاری‌ها استفاده شود، ما الگوی رمزگذاری جدیدی نظیر رمزنگاری کوانتومی، خواهیم داشت.

همانند لیزرها و فناوری هسته‌ای، دانشمندان فعال درزمینه‌ی کامپیوترهای کوانتومی قادر به پیش‌بینی تمام استفاده‌های این فناوری نیستند. کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند کاربردهای بسیار مهمی داشته باشند؛ اما حتی باوجود در نظر گرفتن پتانسیل فناوری رمزنگاری جدید، ما باید از قدرتی که این کامپیوترها به همراه دارند، آگاهی کافی داشته باشیم.