پرتاب نخستین رایانه کوانتومی ماهواره ای به فضا +عکس

گروهی بین‌المللی به رهبری فیلیپ والتر، استاد دانشگاه وین با موفقیت یک رایانه کوانتومی کوچک و پیشرفته را به فضا ارسال کردند. این سامانه که در قالب محموله‌ای از مأموریت ترانسپورتر ۱۴ اسپیس‌ایکس توسعه یافته است، از پایگاه فضایی وندربرگ در ایالات متحده به مدار زمین پرتاب شد و در ارتفاع حدود ۵۵۰ کیلومتری قرار گرفت. هدف از این پروژه، ارزیابی و آزمایش عملکرد سخت‌افزار‌های کوانتومی در شرایط چالش‌برانگیز محیط فضایی و بهره‌گیری از قابلیت‌های برتر این نوع پردازش در حوزه‌های مختلف است.

پرتاب این محموله در قالب مأموریت ترانسپورتر ۱۴ اسپیس‌ایکس توسط نسل جدید سامانه‌های حمل و نقل فضایی صورت گرفت که تعداد قابل توجهی محموله، از جمله ۷۰ دستگاه مختلف شامل ریزماهواره‌ها، تجهیزات علمی و نمونه‌های دارویی، در مدار قرار داد. این مأموریت، نمونه‌ای کامل از هماهنگی میان فناوری‌های نوین، عملیات پرتاب، و استقرار تجهیزات تخصصی فضایی محسوب می‌شود.

ویژگی‌های نخستین رایانه کوانتومی ماهواره ای به فضا

رایانه کوانتومی مینیاتوری ساخته شده، نخستین نمونه عملیاتی است که در فضا به آزمایش گذاشته می‌شود و توانایی‌اش در تحقق پردازش‌های مستقیم در محیط فضایی، مزیت استراتژیک و نوآورانه‌ای برای کاربرد‌های عملیاتی، علمی، و فناوری‌های اطلاعاتی در آینده به شمار می‌آید.

طراحی این سامانه به گونه‌ای صورت گرفته است که بر اساس فناوری‌های نوری و اصول فیزیک کوانتومی، در برابر چالش‌هایی نظیر نوسانات دمایی شدید، تابش‌های کیهانی، و لرزش‌های ناشی از مراحل پرتاب و استقرار، مقاوم باشد.

در فاز اولیه توسعه، تیم تحقیقاتی از دانشگاه وین متشکل از دوازده مهندس و پژوهشگر، طی چهار هفته متوالی، فرآیند مونتاژ و ساخت نمونه پروازی را در یک اتاق تمیز با استاندارد‌های بالا انجام دادند. این تیم با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته و مواد مقاوم، نمونه‌ای دقیق و کارآمد را در کمترین زمان ممکن آماده کردند. نمونه پروازی، پس از چندین مرحله آزمایش‌های کنترل کیفیت، در مدت ۱۱ روز کاری تکمیل و آماده پرتاب شد.

انتظار می‌رود این سامانه توانایی ارسال داده‌های اولیه را حدود یک هفته پس از ورود به مدار داشته باشد.

فیلیپ والتر مدیر پروژه، در این زمینه تأکید می‌کند: «این مأموریت، نشانگر پایداری و قابلیت‌های فناورانه ما در محیط‌های سخت است و امکان انجام آزمایش‌های بنیادی در حوزه فیزیک کوانتومی، همچنین کاربرد‌های عملی در حوزه‌های پایش محیط‌زیست، ارتباطات و تحلیل داده‌های فضایی را فراهم می‌سازد.»

مزیت کلیدی این رایانه در مقایسه با نمونه‌های سنتی، توانایی عملیات «در فضا» است؛ یعنی پردازش داده‌ها در محیط فضایی، بدون نیاز به انتقال حجم عظیم داده‌های خام به زمین، که این امر مصرف انرژی را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد و زمان پاسخ‌گویی را بهبود می‌بخشد. بنابراین سیستم‌هایی مبتنی بر این فناوری، در ماموریت‌های اضطراری مانند تشخیص آتش‌سوزی، بحران‌های زیست‌محیطی، و تحلیل‌های استراتژیک می‌توانند اثرگذارتر عمل کنند.

رایانه‌های کوانتومی از ویژگی‌های منحصر به‌فردی مانند بهره‌مندی از اصول فیزیک نوری و تداخل، بهره برده و انجام محاسبات آنالوگ را به طور موثری در سپهر فضایی ممکن می‌سازند. این فناوری، علاوه بر افزایش سرعت و کارایی محاسبات، قابلیت‌های مدل‌سازی و شبیه‌سازی مسائل پیچیده را در حوزه‌های تحقیقاتی نوین فراهم کرده است.

این سامانه با قابلیت پیکربندی‌های چندگانه برای ماموریت‌های متنوع، از جمله پایش اقلیم، توسعه سامانه‌های ارتباطی پیشرفته و تحقیقات بنیادی در حوزه فیزیک کوانتومی، طراحی شده است.

فیلیپ والتر در این‌باره خاطرنشان می‌کند: «این پروژه، مسیر تحقیقات و توسعه فناوری‌های کوانتومی را در فضای عملیاتی روشن‌تر می‌کند و امکان توسعه سخت‌افزار‌های مقاوم و کارآمد در محیط‌های متنوع را فراهم می‌نماید.»

در کنار این سامانه، مأموریت ترانسپورتر ۱۴ شامل محموله‌های متنوع دیگری نیز بود. از جمله می‌توان به ماهواره راداری Capella-۱۷ با فناوری پیشرفته، فضاپیمای Otter Pup ۲ ساخت استارفیش اسپیس برای آزمایش مدار‌های اتصال و کپسول بازگشتی دارویی Varda Space برای تولید دارو در مدار، اشاره کرد. همچنین، نمونه‌هایی از خاکستر، دی‌ان‌ای، و نمونه‌های زیستی برای تحقیقات بیولوژیکی و زیستی در این مأموریت قرار گرفتند.

سرانجام فلوچارت پرتاب و استقرار با موفقیت انجام شد. پریدن مرحله اول راکت فالکون ۹ در اقیانوس آرام بر سطح سکویی بی‌سرنشین، با موفقیت صورت گرفت که بیست‌وششمین نمونه فعالیت موفق این نوع پیشران را نشان می‌دهد. مرحله فوقانی نیز طی مدت نزدیک به دو ساعت، عملیات استقرار و آزادسازی محموله‌های مختلف را کامل کرد که نشانگر توانمندی و پایداری فناوری اسپیس‌ایکس در انجام ماموریت‌های پیچیده فضایی است.

این موفقیت گامی مهم در توسعه فناوری‌های نوین فضایی و فناوری اطلاعات کوانتومی محسوب می‌شود و نویدبخش آینده‌ای است که در آن، سامانه‌های کوانتومی در انجام ماموریت‌های ناسا و سازمان‌های فضایی دیگر، نقش کارآمدتری ایفا خواهند کرد، و افق‌های جدیدی در حوزه پژوهش‌های علمی و کاربرد‌های عملی این فناوری‌ها در جهان باز می‌نمایند.

منبع: برنا