Kvantumszámítógépek: a mesterséges intelligencia után itt az újabb technológiai forradalom

Alig pár éve kezdte meg átformálni a mesterséges intelligencia az egész üzleti világot, máris feltűnni látszik a következő nagy (veszteséges) forradalom, a kvantumszámítógépeké. A technológia mára egyre több stratégiai döntés középpontjába került. De mit is jelent ez valójában, és miért foglalkoznak vele már a világ legnagyobb vállalatai?

Egy új módszer, amely mindent megváltoztathat

Míg a hagyományos számítógépek a jól ismert bitekkel dolgoznak – azaz minden információt 0-k és 1-esek formájában tárolnak –, addig a kvantumszámítógépek úgynevezett qubiteket használnak. Ezek a kvantummechanika törvényeinek engedelmeskedve felvehetnek egy ún. szuperpozíciót is, vagyis egyszerre lehetnek 0-s és 1-es is.

Valljuk be, ez sokunknak nem mond sokat, azonban a különbség hatalmas. Míg a hagyományos számítógépek a lehetséges megoldásokat sorban próbálgatják, egy kvantumszámítógép a qubiteknek köszönhetően bizonyos esetekben képes egyszerre, párhuzamosan több lehetőséget is megvizsgálni. Ennek köszönhetően egyes problémák megoldását, amelyek ma évezredekig tartanának, a jövő kvantumszámítógépei percek alatt elvégezné.

Fontos azonban megérteni, hogy egy kvantumszámítógép nem a hétköznapi felhasználást segítené; a böngésző nem fog gyorsabban elindulni rajta. A technológia ereje abban rejlik, hogy bizonyos típusú számításokat – például kombinatorikai vagy molekuláris szimulációkat – teljesen más módon tud elvégezni.

Jogosan merül fel a kérdés: ez mégis hogyan változtathat meg mindent?

A gyakorlati kutatások köre folyamatosan bővül. A legígéretesebb területek közé tartozik a gyógyszerkutatás, ahol kvantumszimulációkkal modellezhető a molekulák viselkedése; ez jelentősen lerövidítheti az új gyógyszerek fejlesztési idejét. Több vállalat, mint a Roche vagy a Pfizer, már meg is indítottak kísérleteket az IBM és Google kvantumfelhőjén keresztül.

Egy másik érdekes terület még a kvantum-kriptográfia. Amikor a kvantumszámítógépek elérik a megfelelő méretet, képesek lehetnek a ma használt titkosítási eljárások feltörésére. Emiatt a kormányok és vállalatok világszerte milliárdokat fektetnek egy „kvantumbiztos” titkosítási módszer kifejlesztésébe. Tehát az adatbiztonság jövője a kvantumtechnológián múlhat.

Számos más területen, például a logisztikai és az energetikai szektorban is jelentős segítségnek bizonyulhat a kvantumtechnológia útvonalak vagy hálózatok optimalizálásában.

Végül, de nem utolsósorban a pénzügyi szektor is felfigyelt már a technológia előnyeire. A kvantumoptimalizálás révén ugyanis elméletileg olyan algoritmusok fejleszthetők, amelyek képesek minimális kockázattal a legmagasabb elérhető hozamot megtalálni. Bár a gyakorlatban még nem alkalmazták, a kutatások és fejlesztések ígéretesnek bizonyulnak. Számos nagy pénzügyi szereplő, mint a JPMorgan, egy kvantumklasszikus hibrid megközelítéssel kezdtek projektekbe a portfólióoptimalizáció, hitelezési kockázatbecslés és a derivatívák árképzésének területén.

Hol tart ma a kvantumtechnológia?

A számítógépek ilyen szintű alkalmazása már-már sci-fibe illő, azonban fontos visszatérnünk a realitáshoz, és megvizsgálni, hol is tart ez a nagy kilátásokat kecsegtető technológia. Jelenleg a kvantumszámítógépek csupán pár tucat qubittel működnek. A Google tervei szerint egy ténylegesen hasznosítható kvantumszámítógépnek 10^6 qubitre van szüksége; jelenleg a Google Willow 105 qubittel rendelkezik – és rendkívül érzékeny a környezeti hatásokra és zajokra. Azonban a legnagyobb akadálynak a qubitek stabilitása bizonyul – a dekoherencia. Láthatjuk, hogy a technológia igencsak gyerekcipőben jár, és évekre van attól, hogy a világmegváltoztató potenciáljához felérjen.

A legtöbb szakember a hibrid megoldásban hisz: ahol a klasszikus és kvantumszámítógépek együtt dolgoznak majd, és mindegyik olyan részfeladatot végez, amelyben erősebb. Valószínűleg nem leváltaná a hagyományos számítógépeket, hanem kiegészítené és tökéletesítené azokat.

Nem szeretném azonban ezeket a vállalatokat haszontalan pénznyelőknek sem titulálni, hiszen az AI-vállalatok is veszteségesen működnek, és modelljeik mégis teljesen felforgatták a világot. Az Egyesült Államok és az Európai Unió hatalmas összegekkel támogatnak több száz kutatási projektet. Mindemellett természetesen Kína is hatalmas forrásokat fordít a kvantumkommunikációra és szenzorokra, mára már több kvantuminternet-kísérletet is lefolytatva, ezekről azonban jóval kevesebb információ áll rendelkezésünkre.

Számos úgynevezett „Pure play quantum computing” részvény az elmúlt időszakban hatalmas ralikat látott, egészen egy hónappal ezelőttig, amikor is sokan túlértékeltnek minősítették őket, valamint profitot realizáltak bennük. A potenciál ezekben a cégekben nem kérdéses, azonban azt, hogy ki emelkedhet ki közülük bajnokként és nőhet óriássá – a technológia kezdeti fázisának is köszönhetően –, homály fedi.

A jövőben a technológia birtoklása és megértése nemcsak tudományos, hanem geopolitikai és gazdasági előnyt is jelenthet. A forradalomra azonban várnunk kell; a legtöbb szakértő szerint öt-tíz éven belül várható a valódi, ipari mértékű áttörés. Nem kizárt, hogy miként az AI is egy évtizeddel ezelőtt csupán egy kutatási terület volt, és mára minden iparág alapvető részévé vált, úgy a kvantumtechnológia is hasonló utat jár be.

A valódi kérdés nem az, hogy lesz-e mindennapos kvantumszámítógép, hanem az, ki lesz rá készen, amikor ez bekövetkezik.