سیدجواد اخترشناس در گفت‌وگو با ایسنا، با اشاره به اینکه در قرن نوزدهم دانشمندان فیزیک احساس می‌کردند تقریباً تمام دانش فیزیک و همه مجهولات موجود در آن را درک کرده‌اند و دیگر مسئله ناپیدا و مجهولی وجود ندارد، اظهار کرد: با این حال، مسائلی وجود داشتند که دغدغه فیزیک‌دانان را شکل می‌دادند و حرکت به سمت حل آن‌ها باعث شد دریچه جدیدی از علم گشوده شود.
وی افزود: نخستین گام‌ها برای فیزیک کوانتوم در سال ۱۹۰۰ و ابتدای قرن بیستم برداشته شد و دقیقاً ۲۵ سال طول کشید تا این موضوع به یک تئوری تبدیل شود و به‌عنوان یک تئوری کامل متولد شود. بنابراین سال ۲۰۲۵، صدمین سالگرد تولد فیزیک کوانتوم محسوب می‌شود که از سوی یونسکو به‌عنوان رویداد جهانی معرفی شده بود. قوانین فیزیک تا پیش از قرن بیستم یک قلمرو مشخص داشتند، ولی پس از آن دانشمندان متوجه شدند که برای مثال قوانین نیوتن که اعتباری عام داشتند برای ذرات ریز معتبر نیستند یا نسبیت خاص صرفاً برای سرعت‌های متناهی است و بعد از آن دیگر معتبر نیست.
عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد با تاکید بر اینکه اگر فیزیک نیوتنی و کلاسیک را در سطح اتم‌ها به‌کار ببریم، عملاً با شکست مواجه خواهیم شد و نمی‌توانیم هیچ توصیف درستی از طبیعت داشته باشیم، تصریح کرد: در قرن بیستم نیز حرکت به این سمت که بتوانند توصیف دقیقی از طبیعت در ساختار ریز ارائه دهند، باعث شد متوجه شویم مثلاً اگر بخواهیم ستاره‌ها را مطالعه کنیم، هیچ مشکلی وجود ندارد ولی وقتی اتم‌ها را مطالعه می‌کنیم متوجه می‌شویم اینجا فیزیک نیوتن کار نمی‌کند و فیزیک کوانتوم کاربرد دارد.
اخترشناس خاطرنشان کرد: به همین دلیل فیزیک‌دانان به سراغ حوزه کوانتوم رفتند تا بتوانند مشکلاتی را که وجود داشت توصیف کنند؛ مثلاً وقتی طیف اتم‌ها را بررسی می‌کردند اشکالاتی در آن می‌دیدند که فقط با فیزیک کوانتوم توصیف می‌شود و فیزیک کلاسیک قادر به توصیف آن نیست. وجود وسایل اطراف ما یا گوشی تلفن همراه بدون فیزیک کوانتوم غیرممکن بود و کوانتوم مکانیک به ما اجازه داد این دستگاه‌ها ساخته شوند.
دنیا اکنون منتظر فناوری نسل دوم کوانتوم است
وی با بیان اینکه برای مثال صنعت نیمه‌هادی‌ها، دستگاه‌های طیف‌سنجی، دستگاه ام‌آرآی و ریموت کنترل‌ها مبتنی بر فیزیک کوانتوم است، عنوان کرد: دستاوردهای فیزیک کوانتوم بسیار وسیع است و هر آنچه در قرن بیستم به‌عنوان فناوری کوانتومی می‌شناسیم، به‌عنوان فناوری‌های نسل اول کوانتوم شناخته می‌شود و حالا دنیا منتظر است فناوری نسل دوم آن را ببیند.
پژوهشگر اطلاعات کوانتومی گفت: کوانتوم مکانیک به دلیل توصیف دقیقی که از طبیعت انجام می‌دهد توانسته ماده را با برداشت کوانتومی توصیف کند و این صنایع را پیش ببرد. اگر صحبت از نیمه‌هادی یا دیگر صنایع می‌کنیم، باید دقت شود که مشغول استفاده از قوانین کوانتوم هستیم تا توانایی توصیف یک جسم را که ممکن است از تعداد زیادی اتم هم تشکیل شده باشد، به دست آوریم و به شکلی که مطلوب ماست از آن استفاده کنیم؛ ولی فناوری کوانتوم قرن جدید می‌گوید شما می‌توانید تک‌تک اتم‌ها را کنترل کنید.
اخترشناس با اشاره به اینکه وقتی بشر در آزمایشگاه از ویژگی‌های فیزیک کوانتوم استفاده می‌کند، عملاً فناوری نسل دوم به‌وجود می‌آید، عنوان کرد: کنترل کردن اتم‌ها در آن سطح کار خارق‌العاده‌ای است که در قرن بیست‌ویکم رقم خورده است و الان هم کارهای خیلی خوبی انجام شده که کشور ما هم به همین شکل در آن قدم گذاشته و مشغول توسعه فناوری کوانتوم است.
وی ادامه داد: دانشگاه‌های ایران از سال ۱۳۷۹ شمسی یعنی ۲۶ سال پیش به سمت دانش کوانتوم و اطلاعات کوانتومی حرکت کردند و دانشگاه شریف، فردوسی مشهد و تبریز مشغول رصد نظریات کوانتومی در دنیا شدند و پیشران اطلاعات کوانتومی در ایران این سه دانشگاه بودند. در این سه دانشگاه، پرورش دانشجو و تدریس و پژوهش شروع شد و این رشته شکل گرفت.
فناوری کوانتوم به تمرکز تجهیزات احتیاج دارد
این استاد دانشگاه با تاکید بر اینکه هم‌اکنون دانشگاه اصفهان و شهید بهشتی مشغول به فعالیت جدی در این عرصه هستند و تجهیزات مورد نیاز را خریداری کرده‌اند، تصریح کرد: دانشگاه شریف نیز به همین شکل مشغول به فعالیت است و یک مرکز فناوری کوانتومی نیز در تهران به شکل تجربی فعالیت کوانتومی انجام می‌دهد. دانشگاه فردوسی انجام مجموعه‌ای از اقدامات را آغاز کرده است؛ با این حال، این تلاش‌ها هنوز تا ایجاد بستری واقعی فاصله دارند.
اخترشناس تاکید کرد: افزون بر این، انتظار برای تحقق کار تجربی در کنار کار تئوری، انتظاری درست به شمار نمی‌رود؛ زیرا تجهیزات این حوزه بسیار گران‌قیمت است و نمی‌توان چنین پنداشت که هر مرکزی که به کار تئوری اشتغال دارد، الزاما باید به سراغ کار تجربی نیز برود. چه‌بسا شایسته‌تر آن باشد که مراکز خاصی در کشور متمرکز شوند و آزمایشگاه‌ها به تجهیزات مجهز گردند تا سایر مراکز نیز در صورت نیاز از آن بهره بگیرند.
وی با بیان اینکه در حوزه رایانش کوانتومی هنگامی که بتوان اتم‌ها را به‌عنوان واحد پردازش مرکزی کامپیوتر طراحی کرد، کنترل‌پذیری مطلوبی حاصل می‌آید، عنوان کرد: سپس می‌توان شبیه‌سازی‌هایی با سرعتی انجام داد که در مقایسه با کامپیوتر کلاسیک فعلی، عملاً غیرقابل تصور است. همچنین حسگرها، رمزنگاری کوانتومی و مخابرات کوانتومی مطرح شده است و این‌ها همه کاربردهایی هستند که همگان منتظر مشاهده نتایج آن‌ها هستند. اگر کوانتوم را به کوه یخ تشبیه کنیم، تاکنون تنها نوک آن دیده شده است و بخش اعظم این کوه هنوز در اقیانوس قرار دارد.
عضو هیات علمی دانشگاه فردوسی افزود: در فناوری کوانتوم کشورهایی مانند چین و آمریکا به دلیل بودجه بالا در این حوزه خوب کار می‌کنند. کشورهای اروپایی نیز تقریباً همگی بسته به توانایی‌هایشان سرمایه‌گذاری می‌کنند. بسیاری از کشورها مانند لهستان در بخش‌های تئوری درخشان هستند. آن‌ها نیز به‌تدریج به سمت کار تجربی آمده‌اند تا آزمایش‌هایی در این زمینه داشته باشند.
اخترشناس گفت: می‌توان گفت اکثر کشورهای اروپایی، چه به لحاظ تئوری و چه به لحاظ تجربی در این فناوری سرمایه‌گذاری می‌کنند. در میان کشورهای غیراروپایی ایران و ترکیه در این حوزه فعال هستند و ایران بسیار جلوتر از ترکیه این کار را شروع کرده بود. در حال حاضر نیز سنگاپور عملکرد بسیار خوبی در فناوری و دانش کوانتوم دارد.
انتهای پیام
