محاسبات کوانتومی میدان تازه جنگ! - وبلاگ مرکزی

به گزارش وبلاگ مرکزی، در ماه ژانویه هلند و ژاپن تامین نمایندگان پیشرو در عرصه تجهیزات فراوری نیمه هادی به طور اصولی توافق کردند که کنترل صادرات نیمه هادی ایالات متحده در اکتبر 2022 میلادی را در قبال چین اجرا نمایند و مانع از توسعه نیمه هادی های پیشرفته چین شوند. در حالی که جزئیات توافق سه جانبه مبهم است محدودیت های فروش تراشه های مبتنی بر هوش مصنوعی و ابزار های پیشرفته به چین به طور قابل توجهی مانع از حرکت آن کشور به سوی خودکفایی در عرصه فناوری های پیشرفته خواهد شد.

به گزارش وبلاگ مرکزی به نقل از فارین پالسی؛ با این وجود، این محدودیت ها تنها شروع مجموعه ای از کنترل های بی سابقه صادراتی به چین است که به وسیله دولت بایدن برنامه ریزی شده اند. پس از کنترل بر روی نیمه هادی ها وزارت بازرگانی ایالات متحده در حال حرکت به سوی فناوری نوظهور بعدی ای می باشد که نگران است چین بتواند از آن به مثابه سلاح استفاده کند: محاسبات کوانتومی.

کنترل های صادراتی بر روی سخت افزار محاسبات کوانتومی، نرم افزار تصحیح خطا و ارائه خدمات ابری به نهاد های چینی در حال تبدیل شدن به جبهه بعدی در جنگ فناوری ایالات متحده و چین است.

محاسبات کوانتومی یک فناوری نسبتا نو است که از ویژگی های منحصر به فرد فیزیک کوانتومی برای ساخت رایانه های بسیار قدرتمندی استفاده می نماید که قدرت پردازش آن از ذرات زیراتمی نشئت می گیرد. رایانه های کوانتومی از لحاظ نظری می توانند قدرت محاسباتی بسیار بیش تری نسبت به رایانه های کلاسیک امروزی داشته باشند قابلیتی که به آن رایانه ها اجازه می دهد تا با مشکلاتی مانند شکستن رمزگذاری پیشرفته مقابله نمایند. با این وجود، این عرصه هنوز در مراحل ابتدایی خود به سر می برد و رایانه های کوانتومی کنونی مستعد خطا هستند و هیچ برنامه کاربردی واقعی ندارند.

مقام های وزارت بازرگانی امریکا اعلام نموده اند که آن کشور سیستم کنترل صادرات خود را تقویت خواهد نمود و برای محافظت از مزیت خود در عرصه هایی، چون علوم اطلاعات کوانتومی، نیمه هادی ها، هوش مصنوعی، بیوتکنولوژی و فناوری های انرژی پاک نسبت به چین اقدام خواهد نمود.

جیک سالیوان مشاور امنیت ملی ایالات متحده این سیاست را در سپتامبر 2022 میلادی ارائه کرد و اعلام نمود: فناوری های مرتبط با محاسبات، بیوتکنولوژی (فناوری زیستی) و فناوری پاک به معنای واقعی کلمه قدرت را چندین برابر افزایش خواهند داد.

او اعلام نمود که ایالات متحده برای حفظ یک پیشروی بزرگ کنترل های صادراتی را اعمال خواهد نمود. او اشاره نمود که امریکا در این عرصه تا حد امکان از رقبایی مانند چین جلوتر باقی خواهد ماند. به عبارت دیگر، از آنجایی که فناوری هایی مانند محاسبات کوانتومی ظرفیت ارائه مزایای نظامی و مالی به چین را برای مثال به وسیله تسلیحات سایبری نو دارا می باشند ایالات متحده میخواهد کنترل های گسترده ای یکجانبه بر صادرات چین اعمال کند.

سیاستگذاران در واشنگتن مصمم هستند تا پیشتازی ایالات متحده در محاسبات کوانتومی را به علت کاربرد های نظامی بالقوه آن حفظ نمایند. محققان هشدار داده اند که یک رایانه کوانتومی قوی می تواند می تواند طرح های رمزگذاری موجود را خنثی کند و جو بایدن رئیس جمهور ایالات متحده یک فرمان امنیت ملی را صادر کرد که سازمان های فدرال را ملزم می سازد تا سال 2035 میلادی به سمت رمزنگاری پسا کوانتومی روی آورند.

در سال 2021 میلادی سه سازمان محاسباتی کوانتومی چینی در لیست نهاد های وزارت بازرگانی قرار گرفتند و از فروش محصولات بدون مجوز شرکت های آمریکایی به آنان جلوگیری بعمل آمد. وزارت بازرگانی ادعا کرد که این گروه های محاسباتی کوانتومی چینی از مدرن سازی نظامی ارتش آزادی بخش خلق چین حمایت می نمایند و از فناوری های ایالات متحده برای توسعه برنامه هایی با توانایی شکستن رمزگذاری ها استفاده نموده اند. با این وجود، احتمالا اتخاذ اقدامات قوی تری از سوی امریکا در راه است.

ایالات متحده و چین دو کشور پیشرفته در محاسبات کوانتومی هستند، اما ایالات متحده رهبر دنیای آشکار در این عرصه می باشد. امریکا در سه مورد از چهار رویکرد فنی امیدوارنماینده ترین محاسبات کوانتومی جلوتر است در حالی که چین تنها در یک رویکرد پیشتازی خود را نشان داده است.

ایالات متحده از سال 2011 تا 2020 میلادی بیش ترین انتشار محاسبات کوانتومی و دو برابر بیش از چین انتشار محاسباتی کوانتومی پراستناد را فراوری نموده است. علاوه بر این، شرکت های محاسبات کوانتومی ایالات متحده 30 برابر بیش از رقبای خصوصی چینی بودجه در اختیار دارند اگرچه پول زیادی برای تحقیقات تحت حمایت دولت در چین نیز صرف توسعه این حوزه می گردد.

علی رغم آن که چین در ارتباطات کوانتومی در دنیا پیشتاز است که زیرشاخه ای از علم اطلاعات کوانتومی با ظرفیت بالقوه انتقال داده های فوق ایمن محسوب می گردد دانشمندان چینی به رجحان آمریکا در محاسبات کوانتومی اذعان دارند. لو چائو یانگ محقق برجسته محاسبات کوانتومی چینی اخیرا به این نتیجه رسیده که گوگل در این عرصه پیشتاز است و اضافه نموده که نمی داند چگونه شایعه ای مبنی بر این که چین 15 میلیارد دلار برای محاسبات کوانتومی هزینه نموده در سطح گسترده ای مطرح شد، زیرا واقعیت آن است که چین در واقع شاید 25 درصد از این مبلغ را برای محاسبات کوانتومی در نظر گرفته باشد.

وزارت بازرگانی امریکا دست کم از سال 2019 میلادی با بخش خصوصی در خصوص کنترل های صادرات محاسبات کوانتومی رایزنی داشته است. در حالی که اطلاعات کمی در خصوص این محدودیت ها در دسترس عموم است گزارش های اخیر نشان می دهند که این محدودیت ها می توانند دسترسی چین به سخت افزار محاسبات کوانتومی، نرم افزار تصحیح خطا و ابر را هدف قرار دهند خدماتی که از ابزار های نظارتی مشابه کنترل های صادرات نیمه هادی استفاده می نمایند.

برای مثال، کنترل های صادرات محاسبات کوانتومی ممکن است فروش اجزای حیاتی را به نهاد های چینی ممنوع سازد درست همان طور که کنترل های صادراتی بر روی نیمه هادی ها چنین عملکردی را داشتند. یکی از فناوری های مهمی که ایالات متحده می تواند آن را محدود کند یخچال رقیق سازی است که دمای بسیار پایینی ایجاد می نمایند که امکان دستکاری اتم های منفرد را فراهم می سازد. شواهد کمی وجود دارد که نشان دهد هیچ شرکت چینی ای قادر باشد یخچال های رقیق نماینده را در مقیاس گسترده فراوری کند و این شرکت های پیشرو، چون Bluefors Oy در فنلاند، Oxford Instruments NanoScience در بریتانیا و JanisULT در ایالات متحده هستند که 70 درصد از سهم بازار در این عرصه را تشکیل می دهند.

وزارت بازرگانی ایالات متحده کنترل های صادراتی را به وسیله یک قانون محصولات مستقیم خارجی ایجاد می نماید که فروش هر نوع یخچال رقیق نماینده ای را که به فناوری ایالات متحده متکی است به نهاد های چینی ممنوع می سازد همان طور که با ابزار های لیتوگرافی پیشرفته برای فراوری نیمه هادی ها اقدام مشابهی را انجام داد. از طرف دیگر، وزارت بازرگانی می تواند فروش رایانه های کوانتومی و اجزای ضروری آن به چین را به طور کامل مسدود کند.

این محدودیت ها می توانند تا حدودی در کوتاه مدت مؤثر باشند، اما به میزان کنترل های صادرات نیمه هادی ها تاثیرگار نیستند. برخلاف نیمه هادی ها شرکت های خارجی وابستگی بسیار کمی به فناوری ها و اجزای کوانتومی ایالات متحده دارند بدان معنا که می توانند کنترل های صادراتی در خصوص یخچال های رقیق نماینده را با استفاده از جایگزین هایی برای مواد و قطعات آمریکایی دور بزنند.

کنترل های صادرات محاسبات کوانتومی ممکن است فروش تله های یونی را که برای جداسازی اتم های منفرد در رایانه های کوانتومی استفاده می شوند مسدود نماید. کنترل های صادراتی فروش تله های یونی به چین ممکن است برای سیاستگذاران امریکایی مجذوب کننده باشد، زیرا ایالات متحده در این زمینه مزایای بسیار زیادی دارد: هیچ گروه چینی ای پیروز به ساخت و توسعه تله های یومی رایانه های کوانتومی نشده است در حالی که شرکت های آمریکایی Honeywell و IonQ هر دو پیشتازان فنی در این عرصه هستند.

فراتر از موضوع سخت افزار وزارت بازرگانی ایالات متحده بنابر گزارش ها در حال آنالیز قرار دادن کنترل های صادراتی بر روی نرم افزار هایی است که خطا های رایانه های کوانتومی به علت ارتعاشات مکانیکی یا نوسانات دما را تصحیح می نمایند. علیرغم آن که بسیاری از این نرم افزار ها در حاض منبع باز هستند و بنابراین محدود کردن آن سخت می باشد ممکن است با بزرگ شدن محاسبات کوانتومی به عنوان یک حوزه و زمانی که دولت ها محاسبات کوانتومی را در اولویت امنیت ملی قرار می دهند خصوصی تر یا محدودتر شوند.

محاسبات کوانتومی بر خلاف صنعت نیمه هادی یک بخش نوپا و بدون کاربرد عملی فعلی است. ادوارد پارکر دانشمند فیزیک در موسسه رند و نویسنده اصلی گزارش سال 2022 در خصوص کوانتوم در ایالات متحده و چین می گوید: ایزوله کردن کاربرد های امنیت ملی در محاسبات کوانتومی بسیار سخت است، زیرا صادقانه بگویم هنوز هیچ برنامه کاربردی ای وجود ندارد.

در نتیجه، کنترل های صادراتی بسیار کمتر موثر هستند، زیرا صنعت هنوز حول یک رویکرد واحد برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی ادغام نشده و زنجیره های تامین به خوبی توسعه نیافته اند. فوری ترین استفاده از محاسبات کوانتومی به عنوان یک سرویس ابری برای شرکت هایی است که امیدوارند رایانه های کوانتومی را برای انجام محاسبات بزرگ اجاره نمایند. طبق گزارش ها واشنگتن در حال آنالیز ممنوعیت شرکت ها از ارائه دسترسی ابری رایانه های کوانتومی به سازمان ها در چین است و استارت آپ های آمریکایی مانند IonQ و Rigetti را که بخش عمده عایدی خود را از خدمات ابری به دست می آورند از معامله با چین منع نموده است.

در سپتامبر 2022 میلادی دپارتمان های بازرگانی و خزانه داری کنترل های صادراتی را بر روی عرضه یخچال های رقیق سازی، نرم افزار کوانتومی و خدمات ابری به روسیه و بلاروس اعمال کردند که نمونه ای از محدودیت های محاسباتی کوانتومی از سوی امریکا علیه چین را نشان می دهد. اگرچه اقدامات مشابهی که چین را هدف قرار می دهد به دور از خطا نیست، اما در کوتاه مدت موانع قابل توجهی ایجاد خواهد نمود.

با این وجود، اقدامات تقابل جویانه واشنگتن احتمالا واکنش پکن را در پی خواهد داشت. چین مستقیما در واکنش به کنترل های صادرات نیمه هادی های وزارت بازرگانی امریکا واکنش تلافی جویانه ای انجام نداده، اما پیش تر مجموعه ای از ابزار های سیاستگذاری را توسعه داده که می تواند از آن ابزار ها برای افزایش قدرت بازار خود و جلوگیری از توسعه مزیت فناوری شرکت های خارجی استفاده کند.

برای مثال، تنظیم نمایندگان چینی مسیر خروج شرکت نیمه هادی بریتانیایی Arm از سرمایه گذاری مشترک آن شرکت با شریک چینی سافت بانک را مسدود نموده اند. یک مقام مطلع و ناشناس چینی در این باره می گوید:چین نمی خواهد در این مقطع بازوی خود را از دست بدهد. جنگ تراشه بین ایالات متحده و چین هم چنان در حال تشدید است و Arm یک متحد ضروری برای صنعت تراشه چین است.

علاوه بر این، چین ممکن است با محدود کردن انتقال فناوری به شرکت های آمریکایی در مناطقی که چین بر بازار دنیای تسلط دارد مانند باتری های وسایل نقلیه الکتریکی کنترل های صادرات محاسبات کوانتومی را تلافی کند. برای مثال، زمانی که فورد اعلام نمود CATL سلول های باتری لیتیوم را برای چهار خودروی الکتریکی آن شرکت تامین می نماید دولت چین اعلام نمود که صدور مجوز در این باره نیازمند آنالیز های بیش تر است. شرکت باتری چینی CATL 37 درصد از عرضه دنیای باتری های لیتیوم یونی را تحت کنترل خود دارد. شی جین پینگ در نشست اخیر کنگره ملی خلق چین اشاره نمود که از رهبری CATL بربازار باتری های لیتیوم یونی هم راضی است و هم نگران.

او اضافه نمود: صنایع نوپا باید خطرات را دریابند و از این که به تنهایی در اعماق قلمرو دشمن نفوذ نمایند خودداری نمایند چرا که ممکن است به وسیله سایرین گرفتار شده و محو شوند.

سیاستگذاران ایالات متحده با متعهد شدن به برنامه بی سابقه ای از کنترل صادرات در صنایعی که چین آن را به عنوان محرک آینده مالی خود قلمداد می نماید رقابت فناوری با چین را افزایش داده اند. خطرات این استراتژی قابل توجه است و تعیین نیست که آیا محدودیت های مربوط به فناوری های نوپایی مانند محاسبات کوانتومی ارزش بالقوه واکنش تلافی جویانه پکن را خواهد داشت یا خیر.