یک سال و چند ماه پیش که پای صحبت «پدرام روشن»، فیزیک‌دان جوان ایرانی و پژوهش‌گر واحد هوش مصنوعی کوانتوم در «گوگل» نشستیم، گفت: «پردازش‌گرهای کوانتوم هنوز در مرحله جنینی هستند. راستش را بخواهید، کاری را که اکنون با آن‌ها می‌کنیم، با کامپیوترهای کلاسیک هم می‌شود انجام داد. اما حالا قدم‌های بزرگی به سوی فراتر رفتن برداشته‌ایم.»
حالا در روزهای اخیر، دو مقاله تازه از او منتشر شده است که نشان می‌دهند پردازش‌گرهای کوانتومی اکنون فراتر از کامپیوترهای معمولی کار می‌کنند.
پدرام روشن یک نخبه ایرانی است که در کشورش حق رفتن به دانشگاه را نداشته است. زندگی پر فراز و نشیب او اما یک قصه واقعی و تاثیرگذار است؛ زندگی جوانی که به خاطر اعتقاداتش، از حق تحصیل محروم می‌شود، انواع تبعیض را تجربه می‌کند اما ناامید نمی‌شود و هرگز از تلاش دست نمی‌کشد.
«ایران‌وایر» با او به بهانه انتشار دو مقاله مهم علمی که در روزهای نهم و یازدهم آذر ۱۴۰۰ در دو نشریه معتبر «ساینس» و «نیچر» منتشر شد، گفت‌وگو کرده است.
****
مهر ۱۳۹۸، کمپانی گوگل اعلام کرد محققانش موفق به ساخت اولین کامپیوتر کوانتومی جهان شده‌اند. نام دکتر پدرام روشن ۱۸ سال پس از این که از زادگاهش مهاجرت کرده بود، در فهرست دانشمندان گوگل که اولین کامپیوتر کوانتومی را ساخته بودند، به چشم می‌خورد.
چندی بعد او مقاله‌ای مهم منتشر کرد که به صفحه اول مجله ساینس راه یافت و بارها به آن ارجاع داده شده است.
مقاله‌های روشن طبق آمار سایت علمی «گوگل اسکولار»، تا کنون ۱۵هزار و ۵۸۳ بار مورد ارجاع قرار گرفته‌اند.
با این که همه‌گیری کرونا بسیاری از کارها را در دنیا متوقف کرده است اما پدرام روشن و همراهانش هم‌چنان به راه خود ادامه دادند و به پیشرفت‌هایی که مد نظر داشتند، رسیدند.
در روزهای نهم و یازدهم آذر ۱۴۰۰ دو مقاله مهم علمی که روشن از نویسنده‌های اصلی آن‌ها است، در دو نشریه معتبر نیچر و ساینس منتشر شدند که خبر از آخرین دست‌آوردهای پژوهش او و تیمش در گوگل می‌دهند. اولی در ادامه همان مبحث «برتری کوانتومی» است؛ مفهومی که ردش را می‌توان در اوایل دهه قبل میلادی در «دانشگاه کلتک» (CalTech) کالیفرنیا گرفت.
طرفه آن‌جا که به قدرت رسیدن «دونالد ترامپ» و مطرح شدن بیشتر واژه «برتری‌طلبی سفیدپوست‌ها» باعث شدند بسیاری از واژه برتری کوانتومی دوری و سعی کنند معادل دیگری برایش بیابند.
اصل مفهوم فیزیکی اما طبیعتا پابرجا است؛ پیشرفت پردازش‌گرهای کوانتومی تا جایی که اکنون می‌توانند فراتر از کار کامپیوترهای معمولی عمل کنند.
مقاله سال ۲۰۱۹ مجله نیچر در این موضوع که روشن از نویسندگانش بوده نیز هم‌چنان پرارجاع‌ترین مقاله‌اش است و خودش می‌گوید شاید مهم‌ترین مقاله عمرش باشد.
دکتر روشن در پی راهی طولانی به این مرتبه بالای علمی رسیده که پر از تبعیض و دشواری بوده است. او در ایران شهروندی بهایی بود و مثل بقیه بهایی‌ها، محروم از تحصیلات عالی.
برای همین در دانشگاه زیرزمینی بهایی‌ها، موسوم به «موسسه آموزش عالی بهایی» (BIHE) درس خواند. این دانشگاه در دهه ۶۰ و هم‌زمان با محرز شدن محرومیت بهاییان از تحصیل دانشگاهی پایه‌گذاری شد. اساتید و دانشجویان این دانشگاه هم البته از آزار و تبعیض دور نیستند و در سال‌های گذشته کلاس‌های درس این دانشگاه تعطیل و اساتیدش با احکام زندان رو به رو شده‌اند.
پدرام روشن درباره تبعیض‌هایی که در ایران با آن رو به رو بوده است، می‌گوید: «حاکمیت جمهوری اسلامی با ایران و ایرانی سر جنگ دارد و به همه آسیب می‌رساند. برای جوان‌های بهایی یک جور هست و برای کردها و ترکمن‌ها و بلوچ‌ها و کلیمی‌ها و مسیحی‌ها یک جور. ما هم با یک نوع سرکوب مواجه بودیم. یعنی این‌طور نبود که کسی که دانشگاه تهران رفته باشد، همه درها به روی او باز شده باشند. هر کسی به نوعی آسیب می‌دید.»
او تاکید می‌کند که حساب مردم ایران را همیشه از حاکمیت جدا کرده است: «هم‌‌وطنان غیر بهایی در ایران دوست ما بودند و هستند. آن‌ها سوای هیات حاکمه هستند. همیشه با هم دوست بوده‌ایم و هستیم؛ حالا چه آن‌ها که خود را مسلمان می‌دانند و چه آن‌ها که بی‌خدا و یا غیره.»
دانشگاه زیرزمینی بهایی‌ها در ایران به وضوح تاثیری عظیم بر زندگی پدرام روشن داشته است. می‌گوید: «آن دانشگاه خلاء را برای ما پر می‌کرد؛ یعنی این طور نبود که سرخورده باشیم. جایی بود که تحصیل می‌کردیم بی این که کمبودها را متوجه شویم. جای خالی را برای ما به نحو خیلی مطلوب و مناسبی پر کرده بود.»
دکتر روشن می‌افزاید: «من پیش از این که وارد گوگل شوم، حدود ۱۷ سال در چهار دانشگاه مختلف درس خواندم. اما چهار سال و نیمی که در آن موسسه بودم، فرق داشت. هنوز هم من را به فکر می‌دارد که جور دیگری هم می‌شود به مسایل نگریست. علم را می‌توان با علاقه دنبال کرد. آن موسسه باعث شد آتش و شوق علم‌طلبی در وجود من روشن شود و شعله آن هم‌چنان فروزان باقی مانده است و من از این جهت خیلی خوشحالم.»
خودش می‌گوید اگر قرار بود یک بار دیگر زندگی کند، باز هم همین راه را انتخاب می‌کرد: «فکر می‌کنم جایی که می‌توانم موثر باشم، کار علمی است. البته نه فیزیک. شاید زیست‌شناسی یا رشته دیگری. اما مساله تحقیق و ساختن و در جست‌وجوی حقیقت بودن است. حالا در راه فیزیک انجام شد اما می‌توانست حتی تاریخ یا سینما باشد. مساله این دنبال جواب سوال‌ها بودن است.»
در طول این سال‌ها اما همیشه موسسه آموزش عالی بهایی را مطرح کرده است؛ مثلا در سال‌هایی که در «دانشگاه پرینستون» بود، با رییس آن دانشگاه صحبت کرد تا او نامه‌ای به «محمدجواد ظریف»، نماینده وقت ایران در سازمان ملل متحد بنویسد و به محدود کردن بهایی‌ها اعتراض کند.
کریستال زمان
موضوع یکی از مقاله‌های جدید دکتر روشن، «کریستال زمان» است؛ یعنی ساختاری متناوب که در زمان و فضا تکرار می‌شود. آن‌را برای نشان دادن تفاوتش با کریستال طبیعی که تنها در فضا تکرار می‌شود و سه بعدی است، «کریستال چهار بعدی» یا «کریستال فضا-زمان» هم می‌نامند.
روشن می‌گوید: «وقتی یک سری اتم کنار هم گذاشته می‌شوند، در خیلی موارد تمایل دارند کریستال تشکیل دهند؛ مثل نبات و یاقوت. برای فیزیک‌دانان این موضوع جالبی است که چه‌طور در بسیاری موارد این اتم‌ها به جای این که بی هیچ الگویی به هم بچسبند، ساختار خیلی خاصی درست می‌کنند؟»
این خاصیت کریستالی باعث شده است که خیلی از ما از کودکی جذب اجسامی مثل نبات یا سایر بلورهای موجود در طبیعت شویم. برای فیزیک‌دان‌ها اما این الگوها می‌توانند به یافتن راه پیشرفت‌هایی اساسی کمک کنند.
روشن می‌گوید: «آدم از خودش سوال می‌کند که می‌توانیم سیستمی داشته باشیم که از ذرات بسیار تشکیل شده باشد و بین دو الگو جا به جا شود؟ این در طبیعت تنها در مواردی بسیاری استثنایی اتفاق می‌افتد و اگر هم باشد، پایدار نیست.»
روشن به قانون دوم «ترمودینامیک» اشاره می‌کند که طبق آن، آنتروپی (آشفتگی یا درگاشت) در یک سیستم بسته نمی‌تواند کاهش پیدا کند؛ باید یا افزایش پیدا کند یا ثابت بماند.
مقاله روشن و همکارانش در نیچر، اثباتی بر این قانون در حالتی ویژه است.
پژوهش‌گرانی در دانشگاه‌های پرینستون و «استنفورد» و موسسه «ماکس پلانک» پیش از این پیش‌بینی‌هایی در این مورد کرده بودند اما کار وسیع تیم گوگل بود که آن را اثبات کرد.
دکتر روشن سابقه حضور در دانشگاه‌هایی هم‌چون «پیتزبورگ»، پرینستون و «کالیفرنیای» در سانتا باربارا دارد اما تاکید می‌کند از زمانی که به گوگل پیوسته است، امکان کار در سطحی وسیع‌تر را دارد که در دانشگاه‌ها به‌خاطر الگوهای متفاوت کاری و روابط استادها با هم ممکن نیست.
تیم گوگل زیرساختی وسیع دارد که باعث شد بیش از ۱۰۰ نفر در پژوهشی که نتیجه‌اش مقاله روز ۳۰ نوامبر شده است، مشارکت کرده باشند؛ تیمی که روشن و پنج دانشمند دیگر از گوگل و دانشگاه‌های «ناتینگهام» بریتانیا و «فنی مونیخ» چهره‌های اصلی آن بودند.
در معرفی این مقاله که به رسانه‌ها فرستاده شده، آمده است: «زندگی در جهانی دو بعدی و مسطح چه‌گونه می‌بود؟ فیزیک‌دانان پیش‌بینی می‌کنند که مکانیک کوانتوم در آن صورت حتی غریب‌تر است و منجر به ایجاد ذرات غریب (به‌اصطلاح آنیون‌ها یا شبه‌ذره‌ها) می‌شود که قادر به موجودیت در جهان سه بعدی که ما در آن زندگی می‌کنیم، ندارند. این دنیای ناآشنا فقط موضوع کنجکاوی نیست و می‌تواند کلید باز کردن قفل مواد کوانتوم و فن‌آوری‌های آینده باشد.»
روشن و همکارانش از آوریل تا ژوییه امسال به سختی روی این مقاله کار می‌کردند تا بالاخره در ماه نوامبر به انتشار برسد.
مقاله دومی که روز دوم دسامبر در ساینس منتشرشد، انتزاعی‌تر است و به بررسی خواص توپولوژیکی سیستم‌های کوانتومی می‌پردازد.
دکتر روشن در توضیح اهمیت کاربست پیشرفت‌های کوانتوم می‌گوید هدف این مقالات علمی این است که به جامعه وسیع‌تر علمی اطلاع داده شود در کجای کار ایستاده‌ایم؛ یعنی کار پردازش‌گرهای کوانتومی چه قدر پیشرفت داشته و کی می‌تواند مرزهای جدیدی را در نوردد.
در پاسخ به کسانی که می‌پرسند فیزیک کوانتوم چیست، او تاکید می‌کند که این خلاصه درک ما از عالم طبیعت است و نباید چیزی فرای این دانسته شود.
کوانتوم در واقع شرح طبیعی دنیا است از زبان کسانی که حدود ۱۰۰ سال پیش متوجه مشکلات فیزیک کلاسیک در این راه شدند.
او می‌گوید: «خیلی‌ها می‌پرسند خاصیت و فایده کار شما چیست؟ ما در واقع آجر کوچکی، یا حتی شاید ریگ کوچکی، در بنای بزرگ علم قرار می‌دهیم.»
او از ابتدای شروع کار واحد هوش مصنوعی کوانتوم در گوگل در سال ۲۰۱۴ در آن مشارکت داشته است و می‌گوید در طول این سال‌ها شاهد پیشرفت بسیار چشم‌گیر فن‌آوری کوانتومی بوده است.
با یادآوری گذشته می‌گوید: «آن‌چه ۱۰ سال پیش داشتیم، خنده‌دار بود. پردازش‌گر کوانتومی مسایلی را حل می‌کرد که آدم می‌تواست ظرف چند ثانیه با مداد حل کند.»
اما چرا گوگل این همه خرج پیشرفت علمی در این زمینه می‌کند؟ او یادآوری می‌کند که گوگل تنها نیست و شرکت‌های دیگری هم‌چون «مایکروسافت»، «آمازون» و «آی‌بی‌ام» نیز چنین برنامه‌هایی دارند: «به این خاطر که امید دارند در پنج تا ۱۰ سال آینده پردازش‌گر کوانتومی بتواند محاسباتی انجام دهد که پاسخ خیلی سوال‌های مهم را می‌دهند.»
اما در میان این همه امیدواری جهانی به علم فیزیک، وضعیت فیزیک در ایران را چه‌گونه می‌بیند؟
او در پاسخ به این سوال می‌گوید: «عده‌ای هستند که خالصانه کار می‌کنند و دانشجو تربیت می‌کنند. همین است که خیلی از همکاران من از دانشگاه‌های خوب ایران در همین تیم گوگل هستند و یا دیگرانی که با هم همکاری می‌کنیم. این‌ها حاصل کار استادانی است که سختی را به جان می‌خرند و فداکارانه کار می‌کنند تا چراغ تحقیق را در ایران روشن نگاه دارند علی‌رغم تمام مشکلات.»
اما گروه دیگری نیز هستند که روشن آن‌ها را «مستعان‌باز» و «مستعان‌ساز» می‌داند؛ طعنه به نام آن وسیله کذایی ساخت دست سپاه پاسداران که قرار بود ویروس کرونا را از ۱۰۰ متری شناسایی کند اما تنها باعث تمسخر خاص و عام شد.
روشن می‌گوید: «این‌ها به چهره علمی کشور آسیب می‌رسانند.»
در صدر همین مستعان‌سازها، شاید «علی فدوی»، جانشین فرمانده کل سپاه، باشد که چند ماه پیش گفته بود جمهوری اسلامی در حوزه کوانتوم، سردم‌دار جهان است اما نمی‌تواند آن را اعلام کند.
دکتر روشن به بیانیه «انجمن فیزیک ایران» در مورد حرف‌های فدوی اشاره می‌کند. این انجمن در بیانیه هفتم مهر ۱۴۰۰ حرف‌های فدوی را بی‌پایه و اساس و موجب شرمندگی دوست‌داران پیشرفت و اعتلای ایران خواند.
در بخشی از این بیانیه آمده است: «متاسفانه در کشور ما درک کاملا نادرست رهبران سیاسی و نظامی از پیشرفت علمی و اشتیاق آن‌ها برای پیشی گرفتن زودرس از قدرت‌های بزرگ نه تنها این فاصله را کم نکرده بلکه روز به روز خسران‌های بزرگی را به کشور و سرمایه‌های ملی آن تحمیل کرده است.»
روشن می‌گوید: «رانت‌خورها با این کار، خود را اسباب مضحکه می‌کنند.»
در مقابل، او با تحسین بسیار از اساتید ایرانی می‌گوید گرچه می‌توانند به راحتی زندگی آرام و شغلی خوب در خارج از کشور داشته باشند اما در ایران مانده‌اند و به تدریس و تربیت دانشجو ادامه می‌دهند.
با این وجود، او تاکید می‌کند که پیشرفت جدی ایران در این امر بدون توسعه زیرساخت ممکن نیست و تا پیش از آن کسانی هم که با عشق و امید به ایران می‌روند، خیلی زود سرخورده می‌شوند و فرار را بر قرار ترجیح می‌دهند.
او می‌افزاید: «در حال حاضر متاسفانه زیرساخت‌ها به سرعت خراب می‌شوند و استعدادهای بسیار ایران به سرعت سر از شرق یا غرب امریکا در می‌آورند.»
