استفاده از هوش مصنوعی کوانتومی در بهینه‌سازی شبکه‌های مخابراتی 5G

برای نخستین بار، محققان بین‌المللی موفق شدند از الگوریتم‌های هوش مصنوعی کوانتومی برای بهینه‌سازی شبکه‌های ۵G استفاده کنند، که می‌تواند سرعت انتقال داده‌ها را تا ۵۰ درصد افزایش دهد و هم‌زمان امنیت ارتباطات را به طور قابل توجهی بهبود ببخشد.

کد خبر: ۱۳۰۷۶۲۸

تاریخ: ۰۴ خرداد ۱۴۰۴ - ۱۳:۳۳

به گزارش سرویس علم و فناوری تابناک، شبکه‌های نسل پنجم (5G) به سرعت در حال گسترش هستند و پایه‌گذار فناوری‌های نوین از جمله اینترنت اشیا (IoT)، خودروهای خودران، واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR) به شمار می‌آیند. با این حال، افزایش چشمگیر حجم داده‌ها و نیاز به پهنای باند بیشتر، چالش‌های فنی و امنیتی پیچیده‌ای را به همراه داشته است.

اکنون، تیمی بین‌المللی از دانشگاه‌های پیشرو در آمریکا، اروپا و آسیا موفق شده است الگوریتم‌های هوش مصنوعی کوانتومی را توسعه دهد که با بهره‌گیری از قدرت محاسبات موازی کوانتومی و یادگیری ماشینی پیشرفته، به شکل بلادرنگ داده‌های ترافیک شبکه را تحلیل و مدیریت می‌کند. این الگوریتم‌ها به صورت هوشمند منابع فرکانسی، مصرف انرژی تجهیزات و پارامترهای امنیتی را تنظیم می‌کنند تا عملکرد شبکه 5G بهینه شود.

طبق مقاله‌ای که اخیراً در ژورنال معتبر Nature Communications منتشر شده، آزمایش‌های عملی نشان داده‌اند که استفاده از این فناوری باعث افزایش سرعت انتقال داده تا ۵۰ درصد، کاهش چشمگیر تأخیر (Latency) و ارتقای امنیت ارتباطات از طریق رمزنگاری کوانتومی شده است. این پیشرفت به ویژه در مقابله با حملات سایبری، شبکه‌ها را به شکل قابل توجهی مقاوم‌تر ساخته است.

دکتر الکساندر ویلسون، رهبر پروژه و استاد فیزیک کوانتومی دانشگاه استنفورد، در این باره می‌گوید: ترکیب هوش مصنوعی و محاسبات کوانتومی فرصتی بی‌نظیر برای تحول در صنعت ارتباطات ایجاد کرده است. این فناوری زمینه‌ساز توسعه ارتباطات سریع‌تر، پایدارتر و امن‌تر خواهد بود و به ویژه صنایع خودروسازی خودران، اینترنت اشیا و فناوری‌های واقعیت افزوده و مجازی را متحول خواهد کرد.

از نظر کاربردهای صنعتی، این فناوری می‌تواند بهبود چشمگیری در عملکرد خودروهای خودران از طریق ارتباطات آنی و مطمئن، مدیریت بهینه میلیاردها دستگاه متصل به اینترنت اشیا و ارائه تجربه‌های بی‌وقفه و با کیفیت بالا در AR و VR ایجاد کند.

در حوزه اقتصادی، کاهش مصرف انرژی شبکه‌های مخابراتی به معنی کاهش هزینه‌های عملیاتی برای اپراتورها است. همچنین بهبود امنیت و پایداری شبکه‌ها، از خسارات احتمالی مالی ناشی از حملات سایبری جلوگیری می‌کند. افزون بر این، بهینه‌سازی مصرف انرژی کمک شایانی به کاهش اثرات زیست‌محیطی زیرساخت‌های فناوری اطلاعات خواهد داشت که در راستای اهداف توسعه پایدار جهانی است.

در چشم‌انداز آینده، انتظار می‌رود این فناوری نه تنها بهبودهای بزرگی در شبکه‌های 5G ایجاد کند، بلکه زیربنای فناورانه نسل‌های آینده مانند 6G نیز باشد. تیم پژوهشی در حال همکاری با شرکت‌های مخابراتی بزرگ برای پیاده‌سازی آزمایشی این الگوریتم‌ها در شرایط واقعی و بررسی اثربخشی عملی آن است.

هوش مصنوعی کوانتومی این پروژه ترکیبی از دو فناوری پیشرفته است:

محاسبات کوانتومی: با استفاده از برهم‌نهی و درهم‌تنیدگی کوانتومی، امکان انجام محاسبات موازی بسیار سریع فراهم می‌شود که برای تحلیل داده‌های پیچیده شبکه ضروری است.

الگوریتم‌های یادگیری ماشین: این الگوریتم‌ها با دریافت بازخورد لحظه‌ای از شرایط شبکه، به شکل خودکار پارامترهای عملیاتی را تنظیم می‌کنند تا عملکرد بهینه حفظ شود.

سخت‌افزار مورد استفاده ترکیبی از سیستم‌های کوانتومی و کلاسیک است و به گونه‌ای طراحی شده که قابلیت اجرا در شرایط عملیاتی کنونی را داشته باشد و با توسعه سخت‌افزارهای کوانتومی، کارایی آن افزایش یابد.