Квант технологи гэж юу вэ?

Квант технологийн салбар нь квант механикийн суурь онол(квант физик)-д үндэслэн, матери болон гэрлийн бөөмсийн шинж чанар, хөдөлгөөнийг ашиглан шинэ төрлийн технологи бүтээдэг инженерчлэлийн салбар юм.

Квант технологийн хөгжил

Анх квант механикийн үндэс ХХ зууны эхэнд тавигдсан бөгөөд тухайн онолыг ашиглан квант төхөөрөмжүүд буюу лазер, хагас дамжуулагч, атомын цаг зэрэг бүтээгдэхүүнүүд нь ХХ зууны сүүлийн хагаст бүтээгджээ. Харин ХХI зууны эхээр IBM, D-Wave, Google зэрэг компаниуд квант тооцоолол, квант холбоо, квант мэдрэгч дээр судалгаа хийж эхэлсэн. Квантын салбар бол XXI зууны хамгийн дэвшилтэт технологиудын нэг бөгөөд ойрын арван жилд мэдээллийн технологи, эрүүл мэнд, аюулгүй байдал, байгаль орчны асуудлуудыг шийдвэрлэхэд чухал нөлөө үзүүлнэ. 2020 оноос туршилтын үе шат эрчимжиж хэрэглээнд илүү ойртож байгаа хэдий ч өргөн хэрэглээнд хараахан нэвтэрч амжаагүй байна. Гэхдээ 2030 гэхэд бидний хэрэглээнд бүрэн нэвтэрнэ хэмээн харж байгаа билээ.

Квант технологийн салбарын зах зээлийн хэмжээ

Зах зээлд тэргүүлж буй улс орнууд

1. Квант тооцоолол(Quantum computing) нь салбарын зах зээлийн дийлэнх хэсгийг эзлэх бөгөөд квант механикийн зарчим дээр суурилсан компьютер тооцооллыг хөгжүүлдэг чиглэл юм. Бидний ашигладаг өнөөгийн хэрэглээний компьютерүүд хүн төрөлхтний хамгийн томоохон технологийн дэвшилтүүдийн нэг билээ. Гэсэн хэдий ч энгийн компьютерүүд нь хэд хэдэн асуудлыг шийдвэрлэх чадамжгүй юм.

McKinsey-ын судалгаагаар квант тооцооллын зах зээлийн үнэлгээ нь 2035 онд $450-$850 тэрбум хүрнэ гэж тооцоолжээ.

Тэгвэл компьютерийн дараагийн алхам бол квант компьютер юм. Энэ нь энгийн компьютерээс хэд дахин хурдан, тооцооллын өндөр нарийвчлалтай бөгөөд бидний ашигладаг энгийн компьютер 0 болон 1 гэсэн битүүд(bits)-ийг ашиглан мэдээлэл боловсруулж, хадгалдаг бол квант компьютер нь квант битүүд буюу харьцангуй олон өгөдөл(0 болон 1-ээс цааш) дээр сууриласан кюбит(qubits)-үүдийг ашигладаг. Ийнхүү бид квант компьютерийг хэрэглээнд нэвтрүүлсэнээр эмийн нээлтүүд, хими үйлдвэрлэл, физикийн суурь судалгаанууд дээр ажиллах боломжууд нээгдэх юм.

Одоогоор квант тооцооллыг чиглэлд тулгарч байгаа хамгийн гол асуудал нь квант битүүд болох кюбитүүд нь гадаад орчинд хэт мэдрэг, гэрлийн жижиг төөрсөн бөөмүүд ч алдаа зааж байгаа учраас алдаа засах систем хангалттай хөгжих шаардлагатай байгаа юм.

Квант технологийг юу хүчирхэг болгож байна вэ?

Суперпозиц (Superposition) нь квантын ертөнцөд нэгэн зэрэг олон байдалд байхыг хэлдэг. Кюбит нь суперпозицид орвол 0 болон 1 гэсэн хоёр төлөв нэгэн зэрэг байж чадна. Энэ нь квант компьютерыг улам хүчирхэг болгодог шалтгаануудын нэг юм.

Энтэнглмент(Entanglement) буюу холбогдсон төлөв нь хоёр болон түүнээс олон квант бөөмс нь нэгэнт холбогдсон үед, нэгийг хэмжихэд нөгөөх ямар байгааг тэр даруй мэдэж болдог төлөв. Эдгээр бөөмсийн хоорондох мэдээлэл гэрлийн хурднаас хурдан дамждаг нь ид шид биш, харин квантын физикийн онцлог юм.

2. Квант холбоо (Quantum Communication) нь мэдээллийг “quantum entanglement” буюу квантын холбогдол ашиглан мэдээллийн аюулгүй байдлыг бий болгоход чиглэсэн технологи хөгжүүлэлт юм. Өнөөгийн нийгэмд бизнесүүд, засгийн газрууд, банкнууд, эмнэлгүүд зэрэг бүхий л жижиг том байгууллагуудад хувь хүний хувийн мэдээлэл, эрүүл мэндийн түүх, байгууллагын аюулгүй байдалтай холбоотой мэдээ мэдээллүүд зэргийг хамгаалахад өндөр хамгаалалтын хүчин чадалтай систем зайлшгүй шаардлагатай болоод байгаа юм.

Одоогоор ийм чухал мэдээллүүдийг 0 болон 1 гэсэн битүүд дээр хадгалах нь зарим чадварлаг хакеруудаас хангалттай хамгаалж чаддаггүй бөгөөд хуулах, дамжуулах боломжтой байдаг байна. Харин квант холбоо нь мэдээллийг гэрлийн фотон буюу цахилгаан соронзон оронгийн бөөмсөөр(qubits) дамжуулахын зэрэгцээ 0 болон 1 битүүдийг ч мөн илэрхийлж чадна. Кюбитыг ашиглан мэдээллийг хадгалж, дамжуулахын хамгийн гол зүйл нь хэрэв хакер мэдээллийг хуулах гэж оролдвол ул мөр үлдэх юм.

3. Квант мэдрэгч (Quantum Sensing) маш өндөр нарийвчлалтай мэдрэгч технологи бөгөөд хэмжилт, зүг чиг олох, суралцах, судлах, харах болон орчин тойронтойгоо харилцахад туслах төхөөрөмжүүдийг хөгжүүлэхэд чухал ач холбогдолтойгоор зогсохгүй доорх технологиудын хөгжүүлэхэд ашиглах боломжтой.

Дүгнэлт

• Энэхүү судалгаагаар квантын технологийн өнөөгийн хөгжлийн түвшний талаар тоймлон хүргэж байна. Хэдий хүмүүсийн өргөн хэрэглээнд нэвтрээгүй байгаа ч энэ салбарт хийгдэж байгаа хөрөнгө оруулалтын хэмжээ нэмэгдэж байгаа нь квант технологийн бүтээгдэхүүнүүд бидний гарт хүрэх хугацааг хурдасгаж байгааг илтгэнэ.

• Квантын салбар нь технологийн дараагийн нэг том давлагаа тул хөрөнгө оруулагч та квантын салбарт өөрийн эрсдэлдээ тохируулан дээрх компаниудаас сонгон хөрөнгө оруулалт хийж ирээдүйн өсөлтөөс ашиг хүртэх боломжтой.