این مقاله توسط مجمع جهانی اقتصاد (WEF) با همکاری Accenture در سال 2025 منتشر شده و به بررسی نقش فناوری‌های کوانتومی در تحول دیجیتال و آینده صنعت فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) می‌پردازد. این فناوری‌ها شامل محاسبات کوانتومی، سنجش کوانتومی و ارتباطات کوانتومی هستند. هدف مقاله ارائه نقشه راه استراتژیک برای پذیرش فناوری‌های کوانتومی توسط رهبران ICT است. خلاصه آنرا در ادامه می‌خوانیم.

1- محاسبات کوانتومی

محاسبات کوانتومی با استفاده از اصول مکانیک کوانتومی قادر است مسائل پیچیده را بسیار سریع‌تر از رایانه‌های کلاسیک حل کند. این فناوری در حوزه‌های بهینه‌سازی شبکه‌های مخابراتی، تحلیل داده‌ها و بهبود تجربه مشتری کاربرد دارد.

✔ نمونه‌های کاربردی

• فوجیتسو با همکاری دانشگاه تورنتو از Digital Annealer  (نوعی شبیه‌ساز کوانتومی) برای بهینه‌سازی شبکه‌های مخابراتی استفاده کرده که هزینه‌های عملیاتی را تا 30% کاهش داده است.

• AT&T  از محاسبات کوانتومی برای بهبود تجربه مشتری از طریق ارائه بهترین پیشنهادات در زمان واقعی استفاده کرده است.

✔ چالش‌ها

• میزان بلوغ فناوری: هنوز در مراحل ابتدایی است.

• هزینه‌های پیاده‌سازی: سرمایه‌گذاری کلان برای ساخت زیرساخت‌های کوانتومی.

• منحنی یادگیری: نیاز به دانش تخصصی در حوزه فیزیک کوانتومی و الگوریتم‌های خاص.

 

2- سنجش کوانتومی

سنجش کوانتومی از اصول مکانیک کوانتومی برای اندازه‌گیری دقیق و حساس استفاده می‌کند. این فناوری می‌تواند در حوزه‌های مخابرات، امنیت سایبری و IoT (اینترنت اشیا) تحولی عظیم ایجاد کند.

✔ نمونه‌های کاربردی

• شرکت BT  در انگلستان با استفاده از آنتن‌های کوانتومی توانسته کارایی شبکه‌های 5G را بهبود ببخشد و مصرف انرژی را کاهش دهد.

• دانشگاه MIT سنسورهایی توسعه داده است که می‌توانند سیگنال‌های الکترومغناطیسی را در هر فرکانسی شناسایی کنند، که در تقویت ارتباطات IoT و شبکه‌های 5G بسیار مؤثر است.

✔ چالش‌ها

• هزینه‌های زیرساخت: توسعه تجهیزات اندازه‌گیری کوانتومی نیازمند سرمایه‌گذاری کلان است.

• مقیاس‌پذیری: ایجاد زیرساخت‌های سنجش کوانتومی در مقیاس‌های بزرگ همچنان چالش‌برانگیز است.

 

3- ارتباطات و امنیت کوانتومی

با توسعه محاسبات کوانتومی، سیستم‌های رمزنگاری سنتی در معرض خطر شکستن قرار دارند. ارتباطات و امنیت کوانتومی با استفاده از فناوری‌هایی نظیر توزیع کلید کوانتومی (QKD) و رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم (PQC) می‌تواند از داده‌ها محافظت کند.

✔ راهکارهای امنیتی

• QKD (توزیع کلید کوانتومی): استفاده از فوتون‌های کوانتومی برای تبادل کلید رمزنگاری که امکان استراق سمع را تقریباً غیرممکن می‌سازد.

• PQC (رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم): استفاده از الگوریتم‌های ریاضی مقاوم در برابر حملات محاسبات کوانتومی.

• نمونه‌های کاربردی

• شرکت TELUS  در کانادا با همکاری Photonic  یک شبکه فیبر نوری 30 کیلومتری با امنیت کوانتومی ایجاد کرده‌اند.

• شرکت SK Telecom  در کره جنوبی با همکاری Samsung  گوشی هوشمندی با چیپ QRNG (مولد اعداد تصادفی کوانتومی) برای افزایش امنیت داده‌های کاربران عرضه کرده است.

✔ چالش‌ها

• هزینه‌های پیاده‌سازی: اجرای QKD به زیرساخت‌های سخت‌افزاری و شبکه‌ای پیچیده نیاز دارد.

• مقیاس‌پذیری: پیاده‌سازی گسترده QKD در مقیاس ملی و جهانی بسیار پرهزینه است.

 

4- راهبردهای کلیدی برای رهبران ICT

مقاله پنج ستون استراتژیک را برای رهبران ICT معرفی می‌کند:

• تحقیق و توسعه (R&D): سرمایه‌گذاری در تحقیقات کوانتومی برای توسعه فناوری‌های جدید.

• زیرساخت و فناوری: ایجاد مراکز داده کوانتومی و شبکه‌های ایمن برای پذیرش فناوری کوانتومی.

• مشارکت‌های دولتی-خصوصی: همکاری بین شرکت‌ها، دانشگاه‌ها و دولت‌ها برای تسریع در پذیرش فناوری‌های کوانتومی.

• استارتاپ‌ها و سرمایه‌گذاری: حمایت مالی از استارتاپ‌های فعال در حوزه فناوری‌های کوانتومی.

• آموزش و نیروی انسانی: تربیت نیروی انسانی متخصص در زمینه محاسبات، سنجش و امنیت کوانتومی.

نهایتاً مقاله نتیجه گیری می‌کند که فناوری‌های کوانتومی قرار است تأثیری عمیق بر صنعت ICT بگذارند. لذا با توجه به رشد سریع این فناوری‌ها، رهبران ICT باید:

• یک نقشه راه استراتژیک برای پذیرش فناوری‌های کوانتومی تدوین کنند.

• امنیت مقاوم در برابر کوانتوم را از طریق پذیرش QKD و PQC توسعه دهند.

• سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه را در اولویت قرار دهند.

• همکاری با دولت‌ها و دانشگاه‌ها برای ایجاد زیرساخت‌های کوانتومی.

و اینکه، سازمان‌هایی که سریع‌تر این فناوری‌ها را بپذیرند، در آینده اقتصاد دیجیتال پیشرو خواهند بود.