Mi fán terem a kvantumszámítógép?

Az új felfedezések révén hatalmas áttörés várható a kvantumszámítógép még gyerekcipőben járó fejlődése terén. De mitől forradalmi ez a gép?

Nemrég számoltunk be arról, hogy a francia Serge Haroche és az amerikai David J. Wineland megosztva kapta az idei fizikai Nobel-díjat kvantumfizikai kutatásaiért. A bizottság indoklása szerint a két tudós „a kvantumfizikai kísérletezés új korszaka előtt nyitotta meg az utat azzal, hogy demonstrálták az egyedi kvantumrészecskék – azok tönkretétele nélküli – közvetlen megfigyelhetőségét”. Munkájuk tovább gyorsíthatja az új típusú, szupergyors, kvantumfizikán alapuló számítógépek fejlődését. Jelenleg a legdurvább kvantumszámítógépet a D-Wave gyártja, amely 128 qubites (erről később olvashatnak), a hűtésigény miatt szekrényméretű, és cirka 10 millió dollárba kerül.

Hogyan működik a kvantumszámítógép?

A klasszikus számítógépek a szoftverek segítségével feldolgozzák a bemenő adatokat, és kimenő adatokat hoznak létre. A digitális rendszerben egy bit bármely időben 0 vagy 1 állapotú lehet, tulajdonképpen minden program, digitális fénykép, vagy videó nullák és egyesek sokaságából áll. Ezzel szemben a kvantumrendszer úgynevezett szuperponált állapotban lehet, ami azt jelenti, hogy egy qubit (speciális elnevezése a kvantum-biteknek) egyazon időben tartalmaz olyan komponenseket, amelyek zérusnak, illetve egynek felelnek meg

Remélem, ezzel a néhány mondattal még nem ijesztettem el senkit a további olvasástól, a lényeg az, hogy ha a kvantumszámítógép a bemenő jeleket párhuzamosan dolgozza fel, és egy feltett kérdésre rengeteg megoldást ad, ezáltal sokkal gyorsabb, és sokkal összetettebb problémákat tud megoldani, mint a klasszikus komputerek. Két qubit 4 különböző állapotra képes, amelyeket szimultán fel lehet dolgozni, három qubit már 8-ra, és így tovább, exponenciálisan növekvően. A D-Wave fentebb említett 128 qubites rendszere már szinte elképzelhetetlenül nagy mennyiségű egyidejű művelet végrehajtására képes. Magáról az elméletről bővebben olvashatnak a Nobel-díjat ért a korszakváltás című cikkünkben.
Ezen a videofelvételen a kvantumszámítógépek elmúlt nyolc évi fejlődését láthatjuk.

A cikk folytatódik.

---- Minden megváltozhat a jövőben ----
A kvantumgépek hadrendbe állítása nagyjából akkora technikai ugrást jelent, mint az abakuszhoz képest az első PC-k megjelenése. Nagyon valószínű, hogy a jövőben a mesterséges intelligencia megalkotása sem fog gondot okozni, tehát jönnek a gondolkodó robotok, a tökéletesen végrehajtott agyműtétek, a legyőzhetetlen vadászrepülők, a teljesen biztonságos automatizált gépjárművek, és még sorolhatnánk. Ráadásul ezek a rendszerek sokkal okosabbak lesznek az embernél.

Persze ez aggodalomra is okot adhat, aki látta a Terminátor című filmet vagy olvasott könyvet Isaac Asimovtól, annak ezt nem is kell tovább részletezni. A mesterséges intelligencia ellenzői attól tartanak, hogy egy ilyen rendszer „öntudatra ébredhet”, és ha átveszi mondjuk az atomfegyverek fölötti uralmat, akkor az egész emberiséget kipusztíthatja. Remélhetőleg erre nem fog sor kerülni, így inkább vegyük sorra, milyen területek profitálhatnak a kvantumszámítógépek elterjedéséből.

Minden megváltozhat a jövőben

Az orvostudomány minden bizonnyal öles léptekkel fog fejlődni, akár a gyógyszerek kifejlesztését, akár a műtétek lebonyolítását vesszük figyelembe. Előfordulhat, hogy nem lesz szükség orvosi konzíliumra egy-egy súlyos esetnél, hanem a páciens összes vizsgálati eredményét figyelembe véve a komputer megmondja, melyik gyógymód a legcélravezetőbb. A közlekedési infrastruktúra is teljes reformon mehet keresztül, már nem is utópia, hogy az autók maguktól fognak közlekedni és sosem lesz karambol. Más kérdés, hogy ennek a benzingőzben nevelkedett autórajongók mennyire fognak örülni. A virtuális világ és a számítógépes játékok rohamos fejlődésére is számíthatunk, még az is előfordulhat, hogy mondjuk húsz év múlva már meg sem tudjuk különböztetni a valóságot az illúziótól. A felsorolást a végtelenségig folytathatnánk, mivel a számítástechnika már most teljesen átszövi életünket, a kvantumtechnológia további fejlődésével megszűnnek a határok, bármit megvalósíthatunk. De vajon szellemileg és lelkileg készen állunk-e egy ekkora változásra?