اخبار > رصد آینده(شماره13): فناوری های مرزشکن سال 2018- بخش دوم

 


رصد آینده(شماره13): فناوری های مرزشکن سال 2018- بخش دوم

  گاز طبیعی بدون کربن Zero-Carbon Natural Gas 
استفاده از گاز طبیعی به عنوان یکی از منابع اصلی تولید برق در آینده محتمل است. ارزان و سهل الوصول بودن گاز طبیعی باعث شده است که در حال حاضر تولید بیش از 30 درصد برق ایالات متحده و 22 درصد برق جهان را تشکیل دهد. این منبع گرچه پاکتر از زغال سنگ است، ولی هنوز هم به عنوان یک منبع عظیم انتشار کربن مطرح است.
یک نیروگاه تولیدی آزمایشی در خارج از شهر هوستون که در قلب صنعت و پالایش نفت ایالات متحده واقع است، در حال آزمایش فناوری است که تولید انرژی پاک از گاز طبیعی را به واقعیت تبدیل کند. این شرکت (Net Power) که بر روی یک نیروگاه 50 مگاواتی کار می‌کند، معتقد است برق تولیدی این نیروگاه به ارزانی برق تولیدی نیروگاه‌های استاندارد گاز طبیعی است با این تفاوت که تمام دی‌اکسیدکربن آزاد شده در فرایند تولید را جذب می‌کند.
اگر چنین اتفاقی بیافتد، بدین معنی است که جهان راهی برای تولید انرژی بدون کربن را از یک سوخت فسیلی با هزینه معقول دارد. چنین نیروگاه های گاز طبیعی می‌توانند هزینه‌های بالای تولید برق از انرژی هسته ای را از بین ببرند و از عرضه ناپایدار انرژی‌های تجدید پذیر جلوگیری شود.
این نیروگاه دی‌اکسیدکربن حاصل از سوختن گاز طبیعی را تحت فشار و گرما قرار می‌دهد تا تبدیل به مایع شود، مایع کاری (working fluid) تحت فشار قرار گرفته، برای راه‌اندازی یک توربین مخصوص استفاده می‌شود. با این روش  بیشتر دی‌اکسیدکربن می‌تواند به طور مداوم بازیافت شود، بقیه را نیز می‌توان با روش‌های ارزان گرفتار کرد.
بخش عمده‌ای از کاهش هزینه‌ها بستگی به فروش دی‌اکسیدکربن دارد. امروزه استفاده عمده از دی اکسیدکربن در کمک به استخراج نفت از چاه‌های نفتی است. البته این یک بازار محدود بوده، سبز نیست. با این حال، در نهایت، نت پاور امیدوار است که تقاضای رو به رشد دی‌اکسیدکربن در تولید سیمان و ساخت پلاستیک و مواد دیگر بر پایه کربن افزایش یابد.این فناوری تمام مشکلات مربوط به گاز طبیعی را، به ویژه در قسمت استخراج، حل نخواهد کرد. اما تا زمانی که ما از گاز طبیعی استفاده می‌کنیم بهتر است به صورت پاک از آن استفاده کنیم. از تمامی فناوری‌های انرژی پاک در حال توسعه، نت پاور یکی از وعده‌هایی است که در آینده طولانی به پیشرفت کاهش انتشار کربن کمک می‌کند.
 
 
 فال ژنتیکی   Genetic Fortune-Telling
روزی خواهد رسید که کودکان گزارش DNA خود را در هنگام تولد دریافت خواهند کرد. این گزارش‌ها پیش‌بینی می‌کند که شانس ابتلا به حمله قلبی یا سرطان، استفاده از دخانیات و میزان هوشمند بودن فرزندان نسبت به میانگین چگونه است. به لطف مطالعات عظیم ژنتیکی صورت گرفته، این احتمال وجود دارد که ایجاد کارت‌های گزارش بدو تولد به طور ناگهانی رشد پیدا کند.
به نظر می‌رسد که شایع ترین بیماری‌ها و بسیاری از رفتارها و صفات، از جمله هوش، نتیجه یک یا چند ژن نیستند، اما بسیاری از آنها در هماهنگی با یکدیگر کار می‌کنند. با استفاده از داده‌های مطالعات ژنتیک کنونی، دانشمندان وعده داده‌اند آنچه را که آنها "نمرات خطر چندژنی"(polygenic risk scores) نامیده‌اند، ایجاد خواهد شد.
 
 
 حفاظت کامل برخط حریم شخصی Perfect Online Privacy 
حریم خصوصی اینترنت به لطف ابزارهای جدیدی که در آینده توسعه آن امکان پذیر می شود، در نهایت ممکن است به شما ثابت کند که بیش از 18 سال داشته‌اید، بدون اینکه تاریخ تولد خود را وارد نمایید، یا ثابت کند پول کافی برای انجام یک معامله مالی در بانک دارید یا خیر. این موضوع ریسک نقض حریم خصوصی یا سرقت هویت را محدود می‌کند.
ابزار مذکور یک پروتکل رمزنگاری در حال ظهور است که اثبات دانش صفر (proof zero­knowledge) نامیده می‌شود. به لطف تحقیقات پژوهشگران در دهه گذشته ، علاقه مندی به این موضوع به علت ارزکاوی در سال گذشته به حد زیادی افزایش یافته است. 
بخش عمده‌ای از اعتبار "دانش صفر"  از Zcash بدست آمده است ، Zcash یک ارز دیجیتالی است که در اواخر سال 2016 راه اندازی شد. توسعه دهندگان Zcash با استفاده از یک روش به نام  zk-SNARK (zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge)  کار می‌کند که به کاربران اجازه می‌دهد که به صورت ناشناس با یکدیگر تعامل داشته باشند.
این روش معمولا در بیت کوین و اکثر سیستم‌های عمومی بلاکچین امکان پذیر نیست، زیرا در آنها معاملات برای همه قابل مشاهده است. اگرچه این تراکنشها از لحاظ نظری ناشناس هستند، ولی می‌توانند با سایر داده ها ترکیب شوند تا کاربران را شناسایی کرده، حتی رهگیری کنند. ویتالیک بوترین،  خالق  اتریوم، دومین شبکه محبوب بلاکچینی در جهان، zk-SNARK  را به عنوان یک "فناوری تغییر دهنده بازی" توصیف کرده است.
برای بانک‌ها، این فناوری می‌تواند راهی برای استفاده از بلوک‌های زنجیره‌ای در سیستم‌های پرداخت، بدون قربانی کردن حریم خصوصی مشتریان خود باشد. سال گذشته شرکت جی پی مورگان چیس ،  zk-SNARKsرا به سیستم پرداخت مبتنی بر بلاکچین اضافه کرد.
با وجود همه وعده‌ها ، ZK-SNARK ها محاسبات سنگین و آهسته ای دارند. آنها همچنین به اصطلاح "نصب قابل اعتماد" نیاز دارند که یک کلید رمزنگاری ایجاد کنند که می‌تواند تمام سیستم را درصورت نقل و انتقال اشتباه کلید به خطر اندازد. اما محققان به دنبال جایگزین‌هایی هستند که zero-knowledge proofs را به صورت موثرتری انجام دهند و نیازی به چنین کلیدهایی نداشته باشند.
 
 
 جهش کوانتومی مواد  Materials’ Quantum Leap
چشم انداز کامپیوترهای کوانتومی جدید هنوز مبهم است. آنها قادر به انجام محاسبات بسیار بیشتری نسبت به ماشین‌های امروزی هستند و ما هنوز نمی‌دانیم با این قدرت چه کار می‌توان کرد. یکی از احتمالات جذاب، طراحی مولکول است. شیمی در حال حاضر در رؤیای ایجاد پروتئین‌های جدید برای داروهای بسیار موثر، ساخت الکترولیت‌های جدید برای باتری‌های بهتر، ایجاد ترکیباتی که می‌تواند نور خورشید را به طور مستقیم به سوخت مایع تبدیل کند، و سلول‌های خورشیدی بسیار کارآمدتر است.
ما این چیزها را نداریم، چون مولکول‌های این موارد به قدری پیچیده‌اند که توسط رایانه‌های کلاسیک امروزی قابل مدل سازی نیستند. سعی کنید شبیه سازی رفتار الکترون‌ها را در یک مولکول نسبتا ساده انجام دهید و به پیچیدگی‌هایی که فراتر از توانایی‌های رایانه‌های امروز است، برسید.
اما مشکل طبیعی برای رایانه‌های کوانتومی این است که به جای بیت‌های دیجیتالی که از یک‌ها و صفرها استفاده می‌کنند، از واحدی به نام کیوبیت (qubit ) استفاده می‌کنند که خود منطقی کوانتومی دارد. به تازگی، محققان آی بی ام از یک کامپیوتر کوانتومی با هفت کیوبیت برای مدل سازی یک مولکول کوچک متشکل از سه اتم استفاده کرده‌اند.
این امکان پذیر است که دانشمندان بتوانند مدل سازی مولکول‌های بزرگتر و جالب تری را با این رایانه‌ها انجام دهند ولی به کیوبیت و الگوریتم‌های کوانتومی پیچیده‌تری نیاز دارند.
 
 
 
چهارشنبه ١٩ دی ١٣٩٧ - ١٤:٥٣
فایل ضمیمه

دانلود فايل : cpdi_breaktrough_technologies_2018-part2-13971019.pdf ( 632KB )
تعداد دانلود
تعداد نمایش : 708

خروج