A kvantumfölény csak az első fuvallat

A Google által a múlt héten bejelentett kvantum fölény csak az első fuvallata annak a forradalomnak, amely a sokkal használhatóbb kvantumszámítógépekkel jön majd el, egy évtized múlva.

A Google valóban történelmi sikert ért el, amikor bejelentette, hogy számítógépe, a Sycamore nevű kvantumprocesszorával 200 másodperc alatt végzett el egy olyan feladatot, amely egy hagyományos gépnek 10 ezer évig tartott volna. Az IBM - bár nem kérdőjelezte meg a kvantumfölényt - cáfolta a számokat mondván, van olyan gépük - a Summit (Csúcs) -, amely erre 2,5 nap alatt képes lenne, igaz, ennek processzorai két kosárlabdapálya méretű területet foglalnak el, 200 kilométert tesznek ki kábelei, és még így is jelentősen lassabb. (Egyébként nukleáris fegyverek hatásának szimulációjára használják.) A Google 13 évig dolgozott a kvantumkomputeren, amelynek elvi alapjait még Richard Feynman vázolta fel 1981-ben. Olyan számítógépet akart alkotni, ami ugyanazt teszi, amit a természet. A gép működőképességében kételkedőket meggyőzheti, hogy a Google tudományos cikkét - amely a Nature-ben jelent meg, a lap a tanulmányokat alapos ellenvizsgálatoknak veti alá - 77 szerző jegyzi.

A bejelentéssel gyakorlatilag beköszöntött az a kor – amelyet a számítógéptudósok már évek óta várnak –, amikor már nem pusztán sebességben előzik a hagyományos számítógépeket, hanem alapvetően új típusú tudásra tesznek szert. Ez a kvantumfölény kora.

A kvantumkomputer szubatomi részecskékkel dolgozik, amik teljesen más fizikai törvényeknek engedelmeskednek, mint amilyenekhez makrovilágunkban szoktunk. A quantumbitek - vagy röviden qubitek - ebből következően jóval nagyobb mennyiségű információt képesek tárolni, mint a hagyományos bitek, egyszerre több számításra is képesek. A számítógép központi feldolgozó egysége ugyanakkor csak speciális feladatok végzésére képes, nem alkalmas egy olyan egyszerű összeadás elvégzésére, mint például a 2+2, de sok olyan dolgot meg tud oldani, amire a hagyományos komputerek képtelenek. Ezért a Google kutatói már a következő lépésre koncentrálnak, amelyet az Intel a „kvantum praktikusságnak” nevez.

De mit oldhatnak meg a kvantumkomputer segítségével? Például komplikált csomagszállítási problémákat: melyiket, mikor, hova lehet a legkevesebb energiafelhasználással eljuttatni. A titkosítás könnyítését: véletlenszámok generálása révén. Jobb képességű gépi tanulás szisztémákat lehet felépíteni, például olyanokat, amelyek könnyen meg tudják különböztetni a politikusokról készült hamis videókat a valódiaktól. A molekuláris szintű kutatások területén jobb hatásfokú napelemek, akkumulátorok kikísérletezése, nitrogén műtrágyák előállítása válik lehetővé sokkal kevesebb energiával. A rákkutatásban a kvantumszámítógépek képesek lennének minden egyes betegnél egyénileg meghatározni, pontosan milyen sejtszintű változások és kölcsönhatások vezettek a kontrollálatlan sejtszaporodáshoz. A legkülönbözőbb betegségekben lehetne egyedi fehérjelánc-módosítással személyre szabott terápiás módszereket kidolgozni.

S bár az eredmény tudományos jelentősége nagy, de addig, míg az egyre gyorsabban fejlődő kvantumszámítógépek bármilyen praktikus műveletre is képesek lesznek még éveknek kell eltelni.

Megoldódna a már ma is rendelkezésre álló hatalmas adatbázisok tárolása, titkosítása és feldolgozása