ج. روبرت آپنهایمر، شخصیتی برجسته در تاریخچه فیزیک، اغلب به عنوان “معمار بمب اتمی” تجلیل می‌شود. در حالی که تأثیر مستقیم او بر روی محاسبات کوانتومی ممکن است واضح نباشد، درس‌هایی که از کار او گرفته می‌شود، ارتباطات عمیقی با پیشرفت‌های جاری در حوزه محاسبات کوانتومی دارد. تصویرسازی سینمایی اخیر از زندگی و کار آپنهایمر نه تنها نوری به تاریخچه فیزیک هسته‌ای می‌اندازد، بلکه چارچوبی زمینه‌ای را برای درک تکامل محاسبات کوانتومی ارائه می‌کند.

حوزه اصلی تأثیر آپنهایمر فیزیک هسته‌ای بود، اما مشارکت‌های او در مکانیک کوانتومی – اساس محاسبات کوانتومی – از ناچیزی بسیار دور بود. کار دکتری او در دهه 1920 در آلمان، به همراه ماکس بورن، به توسعه تقریب بورن-آپنهایمر منجر شد. این تقریب در گسترش مکانیک کوانتومی از اتم‌ها به مولکول‌ها نقش کلیدی داشت و یکی از پژوهش‌های پرنقل و نقل او بود و هنوز هم به طور گسترده در شیمی کوانتومی و فیزیک کوانتومی استفاده می‌شود. تعاملات تحصیلی او در اوایل دوران با بزرگانی مانند بور و هایزنبرگ، در طی دوره‌ای از کشف علمی فشرده، پایه‌های محاسبات کوانتومی کنونی را فراهم کرد.

به عنوان مدیر لوس آلاموس، آپنهایمر یک تیم از ذهن‌های درخشان را هدایت کرد، بسیاری از این افراد بعدها به مساهمات مهم در محاسبات کوانتومی پرداختند. از جمله آن‌ها می‌توان به ریچارد فاینمن، یک فیزیکدان جوان در آن زمان، که اکنون به عنوان یکی از پیشوازان محاسبات کوانتومی شناخته می‌شود، اشاره کرد. جان فون نویمان، عضو دیگری از تیم، به معماری محاسباتی مساهمت‌های قابل توجهی داشت و به مسئله “مشکل اندازه‌گیری” که چگونگی تغییر حالت سیستم‌های کوانتومی را هنگام اندازه‌گیری توصیف می‌کند، پرداخت. آپنهایمر همچنین با ایزیدور ایزاک رابی همکاری کرد، که به نام فرکانس رابی که برای محاسبات اتم‌های نترال اساسی است، نام‌گذاری شده است.

تصویرسازی سینمایی از رهبری آپنهایمر در پروژه منهتن نقش مهم مکانیک کوانتومی در عملیات عملی را تأکید می‌کند. این تصویرسازی همچنین چالش‌هایی که شرکت‌های محاسبات کوانتومی امروزه در تبدیل از محیط‌های تحصیلی به صنعتی و تجاری با آن روبرو هستند، را مشخص می‌کند. همانطور که در زندگینامه آپنهایمر آمده است: “دانشمندانی که به کار کردن با منابع محدود و تقریباً بدون مهلت عادت داشتند، حالا باید به دنیایی از منابع بی‌نهایت و مهلت‌های دقیق سازگار شوند.”

بمب اتمی، کاربرد مستقیم فیزیک هسته‌ای، دوران تاریخ را بدون امکان بازگشت تغییر داد. نظیر کوانتومی آن، “روز Q”، به تاریخ آینده اشاره دارد که کامپیوترهای کوانتومی قادر به شکستن سیستم‌های رمزنگاری فعلی خواهند بود. آغاز چنین روزی به طور نظری می‌تواند منجر به شکست رمزگشایی هر پیامی که با این سیستم‌ها رمزنگاری شده باشد، و به طور پتانسیلی باعث خرابی کاتاستروفیک در امنیت ارتباطات دیجیتالی شود.

ایجاد اولین بمب در سال 1945 رقابت جنگی هسته‌ای بین ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی را آغاز کرد، که پس از آن توسعه فناوری هسته‌ای نظامی توسط کشورهای دیگر نیز رونق گرفت. امروزه ما یک “رقابت کوانتومی” مشابه شاهد هستیم، با کشورهای پیشرو که میلیاردها دلار در فناوری‌های کوانتومی سرمایه‌گذاری می‌کنند. کشوری که اولین برتری کوانتومی یا برتری کوانتومی (چیزی شبیه به چهار هزار کیوبیت منطقی با کیفیت بالا و اصلاح خطا) را دستیابی کند، مزیتی استراتژیک قابل توجهی خواهد داشت. بسیاری از متخصصان درخواست سرمایه‌گذاری‌های به سبک “برنامه منهتن” در فناوری کوانتومی دارند. به عبارت ادمیرال مایک راجرز، مدیر سابق سازمان امنیت ملی آمریکا، “ما در یک مفصل حیاتی قرار داریم. بیایید منتظر لحظه ‘اسپوتنیک’ معادل کوانتومی نشویم. به ندرت یک فناوری جدید ظاهر می‌شود که افرادی که می‌توانند آن را به کار گیرند، به این اندازه قدرت بگیرند.”

تصویرسازی فیلم از سقوط سیاستی او، که توسط کسانی که از دیدگاه او درباره توسعه هسته‌ای ناراضی بودند، تاکیدی بر تعامل پیچیده بین علم، سیاست و نظر عمومی دارد. این دینامیک همچنین در حوزه محاسبات کوانتومی نیز مشهود است، جایی که حریم خصوصی داده‌ها، امنیت ملی و افتخار فناورانه رنگ ملی‌گرا دارند. به عنوان مثال، بحث‌هایی درباره کنترل صادرات برای محدود کردن گسترش برخی فناوری‌های کوانتومی به دشمنان ملی وجود دارد، که اغلب با جریان آزاد اطلاعاتی که پیشرفت علمی را تأمین می‌کند، مقایسه می‌شود.

در فیلم، آپنهایمر درباره پیامدهای گسترده‌ای که با “واکنش زنجیره‌ای” را که با آزمایش ترینی، اولین آزمون موفق بمب اتمی آغاز کرد، اندیشید. پس از آزمایش، آپنهایمر به نقل از خطی از متن مقدس هندویی به نام “باگوات گیتا”، گفت: “حالا من مرگ شده‌ام، ویرانگر جهانها.” این واکنش زنجیره‌ای مجازی امروز با توسعه محاسبات کوانتومی ادامه دارد، که همچنین پتانسیل تعریف مجدد از فهم ما از دنیا و بازشکل دادن آینده ما را دارد.

در دهه‌های پس از پروژه منهتن، آزمایشگاه ملی لوس آلاموس به عنوان مرکزی برای تحقیقات در زمینه مکانیک کوانتومی و به تازگی‌تر، محاسبات کوانتومی، ادامه یافته است. امروزه، محققان در لوس آلاموس به فعالیت در زمینه توسعه فناوری‌های محاسبات کوانتومی و بررسی کاربردهای ممکن آن، با همکاری با رهبران صنعت برای بررسی چندین روش کوانتومی، مشغول هستند.

یک داستان کوتاه درباره زمانی است که آپنهایمر در حال ارائه یک سخنرانی در مورد مکانیک کوانتومی بود. در میان توضیحات پیچیده، او توقف کرد و از شعر “سفر” اثر بودلر نقل کرد و گفت: “چیز دیگری نیست، می‌دانید، جز رویاپردازی.” همانطور که ما ادامه می‌دهیم تا در زمینه محاسبات کوانتومی پیشرفت‌هایی کنیم و درباره پتانسیل آن رویاپردازی کنیم، بهتر است داستان آپنهایمر و درس‌هایی که درباره ابعاد اخلاقی، اجتماعی و سیاسی پیشرفت علمی ارائه می‌دهد را به خوبی به یاد داشته باشیم.

Never miss breaking news – sign up now to be notified!