پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، سال ۲۰۲۳ دنیای علم و فناوری شاهد اکتشافات و پیشرفت‌های خارق‌العاده‌ای بود. از هوش مصنوعی مولد گرفته تا پرتاب فضاپیماها و ماهواره‌ها هر کدام تغییرات شگرفی را در زندگی بشر رقم زدند. با این حال جهان به سرعت در حال تحول است. فناوری‌های جدید از راه می‌رسند. در ادامه نگاهی می‌اندازیم به اتفاقاتی که احتمالا دنیای علم و فناوری در سال ۲۰۲۴ را تحت تاثیر قرار خواهند داد.

هوش مصنوعی احساسی

هوش مصنوعی در سال ۲۰۲۳ به یکی از زمینه‌های اصلی دانش بدل شد. رشد انفجاری چت‌جی‌پی‌تی نگاه‌ها را به خود جلب کرد. اما آیا هوش مصنوعی به رشد تصاعدی خود ادامه خواهد داد؟

ابتدا باید گفت آنچه ما در سال گذشته شاهد آن بودیم، «هوش مصنوعی مولد» نام داشت که در واقع فناوری پشت‌سر چت‌جی‌پی‌تی محسوب می‌شد. این فناوری الگوهای داده‌ها را یاد می‌گیرد و داده‌های جدید را به صورت متن یا تصویر تولید می‌کند.

با این حال بعضی کارشناسان می‌گویند سال پیش رو سال «هوش مصنوعی احساسی» خواهد بود که هیجانات احساسی انسان را تشخیص داده و تفسیر می‌کند. این هوش مصنوعی در واقع می‌تواند احساسات متنوع بشری را پردازش کرده و آنها را شبیه‌سازی کنند.

فدریکو منا، مدیرعامل مؤسسه نوآوری و فناوری اروپا (EIT) می‌گوید:

«این هوش مصنوعی احساسی علاوه بر توانایی تولید محتوا بر اساس تعامل یا درخواست کاربر، می‌تواند واکنش نشان دهد و با درک احساسات انسان در مقابل دستگاه واکنش نشان دهد.»

به گفته وی اثر این فناوری در بخش سلامت، کلیدی خواهد بود. زیرا به افراد مبتلا به بیماری‌های مزمن، مشکلات مربوط به سن یا کسانی که مشکلات سلامت روان دارند اجازه می‌دهد بهتر زندگی کنند.

ابرانسان

هوش مصنوعی در دیگر حوزه‌ها نیز می‌تواند به پیشرفت خود ادامه دهد. جیمی ولز، بنیانگذار ویکی‌پدیا، گفته است که هوش مصنوعی در حال حاضر وضعی «آشفته و به هم ریخته» دارد اما می‌تواند تا ۵۰ سال دیگر تبدیل به «ابر انسان» شود.

جیتندرا پوچا، معاون اروپایی داده، تجزیه و تحلیل و هوش مصنوعی در شرکت مشاوره فناوری مایند‌تری، در این باره می‌گوید:

هر صنعتی از سفر گرفته تا رسانه از این فناوری بهره خواهد برد و این مسئله نه تنها خلاقیت را افزایش داده و آموزش و رشد را بهبود می‌بخشد، بلکه می‌تواند باعث کاهش هزینه‌ها شود و حریم خصوصی و امنیت را افزایش دهد.

او با بیان اینکه « قدرت بزرگ، مسئولیت بزرگ می‌آورد»، گفت:

«ما یک عصای جادویی در دست داریم که می‌تواند معجزه کند، اما این مسئولیت را نیز داریم که از آن در زمینه مناسب برای چیزهای درست و با اقدامات حفاظتی مناسب استفاده کنیم.»

این نگرانی البته در خصوص موسسات بیشتر از مردم عادی است. اتحادیه اروپا و آمریکا از همین حالا شروع به تدوین قوانین و مقررات تنظیم‌کننده در خصوص هوش مصنوعی کرده‌اند و انتظار می‌رود قانون هوش مصنوعی اتحادیه اروپا در سال ۲۰۲۴ تصویب شود.

فناوری فضایی

در حالی که برآورد می‌شود هوش مصنوعی همچنان در چشم‌انداز پیش روی بشر به عنوان یک عرصه مهم پیشرفت باقی بماند، فناوری فضایی می‌تواند اتفاق بزرگ بعدی در سال ۲۰۲۴ باشد.

کارشناسان می‌گویند عرصه تحول عمده در سال ۲۰۲۴ در صنعت فضایی نه سفر به دیگر کرات، بلکه ماهواره‌ها خواهند بود.

این فناوری به انسان اجازه می‌دهد بتوانیم آنچه را که روی سیاره ما اتفاق می‌افتد تشخیص دهیم، الگوهای اقلیمی را پیش‌بینی کنیم و ذوب یخ‌ها و نحوه مدیریت منابع آب را بهتر درک کنیم.

ماهواره‌ها می‌توانند در زندگی مردم تاثیر بگذارند و از آبیاری زمین‌های زراعی گرفته تا نحوه مصرف انرژی و آسیب‌های محیط زیستی در دریاها را ثبت کند. در این میان گفته می‌شود که شرکت اسپیس‌ایکس همان نقشی را در صنعت فضا ایفا خواهد کرد که شرکت اوپن‌ای‌آی خالق چت‌جی‌پی‌تی در زمینه هوش مصنوعی ایفا کرده است.

کارشناسان می‌گویند ورود شرکت‌های پیشرویی همچون SpaceX باعث بزرگ‌تر شدن تغییرات خواهد شد، زیرا مردم اهمیت فناوری فضایی را به این وسیله بیشتر درک خواهند کرد.

کامپیوترهای کوانتومی و امنیت سایبری

سال ۲۰۲۳ سال بزرگی برای محاسبات کوانتومی شرکت آی‌بی‌ام بود، امری که ما را یک قدم به کشف چگونگی به حداقل رساندن خطاهای داده نزدیک‌تر کرد. اما اینکه چگونه محاسبات کوانتومی می‌تواند از ما به صورت آنلاین محافظت کند، موضوع بزرگی در سال ۲۰۲۴ خواهد بود.

موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده قرار است استانداردهای نهایی «رمزنگاری پساکوانتومی» (PQC) را در اوایل سال ۲۰۲۴ منتشر کند. این به معنای پایان یک پروژه جهانی هشت ساله برای جامعه رمزنگاری است.

اکسل پوشمن، رئیس بخش نوآوری و امنیت محصول در شرکت امنیت سایبری پی‌کیوشیلد در بریتانیا، در این خصوص می‌گوید: «این استانداردها بزرگترین انتقال امنیت سایبری در نسل ما به شمار می‌روند، زیرا ما برای محافظت از داده‌ها و زیرساخت‌های دیجیتالی خود در برابر حمله رایانه‌های کوانتومی تلاش می‌کنیم.»

محققان اعتقاد دارند هرچند هوش مصنوعی یک تهدید بنیادین برای امنیت سایبری محسوب می‌شود، اما همزمان می‌توان از آن برای دفاع نیز استفاده کرد. مسئله‌ای که اهمیت آن با ظهور کامپیوترهای کوانتومی بیش از پیش خواهد شد.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به گزارش ایسنا و به نقل از نیواطلس، این حالت جدیدی از ماده که توسط محققان دانشگاه “هاروارد” تولید شده است، “مایع اسپین کوانتومی” (quantum spin liquid) نام گرفته و می‌تواند در نهایت به بهبود رایانه‌های کوانتومی کمک کند.

برای آن که مواد مغناطیسی شوند، اسپین در آن‌ها باید نظم بگیرد. اسپین از خاصیت‌های بنیادی ذرات زیراتمی است که معادل کلاسیک ندارد. آن یک خاصیت کوانتومی به‌ شمار می‌آید. نزدیک‌ترین خاصیت کلاسیک به اسپین اندازه‌ حرکت زاویه‌ای است. در رایج‌ترین نوع مغناطیس که به طور مثال در درب یخچال قرار دارد. اسپین همه‌ی الکترون‌ها در ماده در یک جهت قرار دارد. سایر انواع مغناطیس نیز زمانی به وجود می‌آیند که اسپین الکترون‌های حاضر در همسایگی آن‌ها به طور متناوب در الگویی شطرنجی تغییر کند. اما در سال ۱۹۷۳، فیلیپ اندرسون (Philip Anderson)، فیزیکدان، نظریه حالتی از ماده را مطرح کرد که “مایع اسپین کوانتومی” نام داشت. آن از قوانین ذکر شده تبعیت نمی‌کرد. زمانی که این ماده سرد می‌شد به شکل جامد در نمی‌آمد و الکترون‌های آن به شکلی منظم تثبیت نمی‌شدند. در عوض الکترون‌ها دائما در یک حالت کوانتومی پیچیده جابه‌جا می‌شدند و با یکدیگر برهم‌کنش داشتند.

مایع اسپین کوانتومی

اکنون گروهی از دانشمندان دانشگاه “هاروارد” موفق به ساخت و مشاهده “مایع اسپین کوانتومی” برای اولین بار شده‌اند. آن‌ها برای انجام این کار از شبیه‌سازهای کوانتومی قابل برنامه‌ریزی که چندین سال قبل ساخته بودند، استفاده کردند. این شبیه‌ساز با استفاده از لیزر ۲۱۹ اتم را در یک شبکه معلق می‌کند. ویژگی‌های این اتم‌ها را می‌توان به دقت دستکاری کرد. همچنین می‌توان اسپین الکترون‌های آنها را نیز تغییر داد.

در این مطالعه، محققان اتم‌ها را در یک شبکه مثلثی مرتب کردند. در این حالت هر اتم دو همسایه بی واسطه دارد. یک جفت الکترون می‌توانند در صورتی از نظر مغناطیسی تثبیت شوند که اسپین آن‌ها متناوب یا هم‌جهت باشد. اما وجود عنصر سوم این تعادل را برهم می‌زند. و “آهن‌ربای باطل”(frustrated magnet) تولید می‌کند که قادر به تثبیت نیست.

“مایع اسپین کوانتومی” به دست آمده چندین پدیده کوانتومی مفید از خود نشان داد. یکی از آنها درهم‌تنیدگی کوانتومی است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که الکترون‌ها در فاصله‌های گسترده برهم‌کنش می‌کنند و حتی اطلاعات را تله‌پورت می‌کنند. پدیده دیگری که این سیال نشان داد برهم‌نهی کوانتومی بود. در این پدیده اتم‌ها قادرند همزمان در چندین حالت قرار داشته باشند. این دو پدیده برای ساخت رایانه‌های کوانتومی که باید در برابر تداخل‌های خارجی مقاوم باشند، مفید است.

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، ایسنا به نقل از انگجت، شرکت “IBM” ادعا می‌کند که گام بزرگی به سمت رایانش کوانتومی کاربردی برداشته است. این شرکت امروز از تراشه جدید خود موسوم به “ایگل”(Eagle) که یک پردازنده کوانتومی ۱۲۷ کیوبیتی است، رونمایی کرد.

“آی‌بی‌ام” ادعا می‌کند که این تراشه اولین پردازنده‌ای است که نمی‌تواند توسط یک ابررایانه کلاسیک شبیه‌سازی شود. برای درک معنای این حرف، این شرکت می‌گوید:

برای شبیه‌سازی “ایگل” به بیت‌های کلاسیک بیشتری نسبت به اتم‌های موجود در هر انسان روی زمین نیاز دارید.

“آی‌بی‌ام” این پیشرفت را به طراحی جدیدی نسبت می‌دهد که اجزای کنترلی پردازنده را در چندین سطح فیزیکی قرار می‌دهد. در حالی که کیوبیت‌ها روی یک لایه قرار دارند. “آی‌بی‌ام” می‌گوید:

این معماری، امکان افزایش قابل توجهی در قدرت محاسباتی را فراهم می‌کند.

چالش حجم کوانتومی پردازنده

یکی از جنبه‌های “ایگل” که “آی‌بی‌ام” در حال حاضر درباره آن صحبتی نکرده است، حجم کوانتومی آن است. این معیار که توسط “آی‌بی‌ام” ابداع شده است، تلاش می‌کند تا عملکرد یک رایانه کوانتومی را با نگاهی کلی به بخش‌های مختلف آن اندازه‌گیری کند و نه تنها کیوبیت‌ها را در نظر می‌گیرد، بلکه نحوه تعامل آنها با یکدیگر را نیز در نظر می‌گیرد. هرچه حجم کوانتومی بیشتر باشد، رایانه کوانتومی توانایی بیشتری در مقابله با مسائل دشوار دارد.

“جری چاو” مدیر واحد توسعه سیستم سخت‌افزار کوانتومی “آی‌بی‌ام” گفت:

اولین پردازنده ۱۲۷ کیوبیتی “ایگل” ما به ‌عنوان یک سیستم اکتشافی در فضای ابری “آی‌بی‌ام” برای انتخاب اعضای شبکه کوانتومی “آی‌بی‌ام” در دسترس است.

بدون دانستن حجم کوانتومی پردازنده “ایگل” به سختی می‌توان گفت که دقیقاً چگونه با نمونه‌های قبلی مقایسه می‌شود. در اکتبر گذشته شرکت “هانیول”(Honeywell) ادعا کرد که “سیستم مدل H۱” دارای حجم کوانتومی ۱۲۸ با تنها ۱۰ کیوبیتِ متصل است و این در حالی است که اوایل امسال، شرکت “آی‌بی‌ام” یک سیستم ۲۷ کیوبیتی با حجم کوانتومی ۶۴ را معرفی کرد که نشان می‌دهد پردازنده جدید این شرکت بسیار قدرتمند است. اما ذکر تعداد کیوبیت‌ها به تنهایی نمی‌تواند قدرت این تراشه را به ما نشان دهد و دانستن حجم کوانتومی نیز نیاز است.

نکته قابل توجه در مورد “ایگل” این است که “آی‌بی‌ام” با معرفی آن ادعای برتری کوانتومی نکرده است، بلکه طبق گفته این شرکت، معرفی این تراشه گامی به سوی آن نقطه عطفی است که “آی‌بی‌ام” در نظر دارد. اما این پردازنده هنوز در نقطه‌ای نیست که بتواند مسائلی را که رایانه‌های کلاسیک قادر به حل آن نیستند، حل کند.

گوگل یا ای‌بی‌ام کدام یک؟

در سال ۲۰۱۹ وقتی “گوگل” ادعا کرد که با سیستم “سیکامور”(Sycamore) به برتری کوانتومی دست یافته است، جنجال برانگیز شد. در آن زمان، “آی‌بی‌ام” ادعاهای “گوگل” را “غیرقابل دفاع” خواند و گفت که واقعیت این است که گوگل یک رایانه برای حل یک معادله خاص ساخته است.

برتری کوانتومی در محاسبات کوانتومی، توانایی بالقوه دستگاه‌ها برای حل مشکلاتی است که رایانه‌های کلاسیک عملاً از انجام آن ناتوان هستند.

گفتنی است که “آی‌بی‌ام” از ماه آینده “ایگل” را در دسترس اعضای منتخب شبکه کوانتومی خود قرار خواهد داد.