اسپیس ایکس در یک نقطه عطف تاریخی برای فناوری کوانتوم، برای نخستین بار در جهان یک کامپیوتر کوانتومی فوتونیک را با موفقیت به فضا پرتاب کرد. این سیستم فشرده که توسط یک تیم بین‌المللی به رهبری فیلیپ والتر در دانشگاه وین توسعه یافته است، روز ۲۳ ژوئن (سوم تیر) با موشک فالکون ۹ اسپیس ایکس از پایگاه نیروی فضایی وندنبرگ در کالیفرنیا به سوی مدار زمین حرکت کرد تا فصل جدیدی را در پردازش‌های فضایی آغاز کند.

پرتاب نخستین ماهواره کوانتومی جهان چه اهمیتی دارد؟

این پرتاب به عنوان بخشی از ماموریت Transporter 14 اسپیس ایکس انجام شد که در مجموع ۷۰ محموله مختلف شامل ماهواره‌های کوچک، کیوب‌ست‌ها و کپسول‌های بازگشتی را حمل می‌کرد. با این حال در میان این محموله‌ها، این کامپیوتر کوانتومی کوچک به دلیل پتانسیل بالای خود برای ایجاد انقلابی در پردازش داده‌های فضایی و رصد زمین، بیشترین توجه را به خود جلب کرده است. این پردازنده قرار است عملیات خود را در ارتفاع حدود ۵۵۰ کیلومتری از سطح سیاره ما آغاز کند و دوام سخت‌افزار کوانتومی در مدار را مورد آزمایش قرار دهد.

این پروژه نه تنها یک دستاورد علمی بزرگ است بلکه راه را برای کاربردهای آینده در زمینه رصد زمین و تغییرات اقلیمی هموار می‌کند. موفقیت این ماهواره کوانتومی می‌تواند به معنای آغاز عصری باشد که در آن محاسبات پیچیده دیگر روی زمین انجام نمی‌شود، بلکه مستقیما در فضا و با سرعتی باورنکردنی صورت می‌گیرد.

چالش‌های مهندسی برای بقا در فضا

طراحی یک کامپیوتر کوانتومی برای عملکرد صحیح در مدار زمین، چالش‌های مهندسی بسیار جدی را به همراه داشت. تیم توسعه‌دهنده در وین این دستگاه را طوری ساختند که بتواند در برابر نوسانات شدید دما، تشعشعات کیهانی و لرزش‌های شدید سفر فضایی مقاومت کند. در یک مرحله حساس از پروژه، دوازده عضو تیم چهار هفته را در یک اتاق تمیز در مرکز هوافضای آلمان صرف مونتاژ این محموله کردند و مدل نهایی را تنها در یازده روز کاری تکمیل کردند.

به گفته فیلیپ والتر، سرپرست این پروژه، این ماموریت گروه تحقیقاتی آن‌ها را به یک گروه فضایی تبدیل کرده است. او می‌گوید: ما اکنون دانش فنی لازم برای انجام آزمایش‌های بیشتر در فضا را داریم، چه برای فیزیک کوانتومی بنیادی و چه برای کاربردهای عملی.

پردازش کوانتومی لبه و آینده رصد زمین

مزیت اصلی استقرار یک کامپیوتر کوانتومی در فضا، توانایی آن در انجام محاسبات لبه (Edge Computing) است. این یعنی داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط ماهواره کوانتومی مانند تشخیص آتش‌سوزی در جنگل‌ها، می‌تواند مستقیما روی خود ماهواره پردازش شود و دیگر نیازی به ارسال داده‌های خام به زمین نیست. این فرایند به شکل چشمگیری مصرف انرژی را کاهش می‌دهد و زمان پاسخ به حوادث را بهبود می‌بخشد.

کامپیوترهای کوانتومی در انجام وظایفی که سیستم‌های کلاسیک را به چالش می‌کشند، برتری دارند. این پردازنده با استفاده از سیستم‌های نوری مبتنی بر نور، عملیات خود را با اصول فیزیکی تداخل و پراش انجام می‌دهد. این روش آنالوگ به ویژه برای فرایندهای محاسباتی سنگین کارآمد است. به گفته محققان، یافته‌های این ماهواره کوانتومی می‌تواند به توسعه بیشتر سخت‌افزار کوانتومی برای کاربردهای تجاری و علمی در زمینه‌هایی مانند رصد زمین، تحقیقات آب و هوا و ارتباطات کمک کند.