Mire a Google a Nature-nek is előállt azzal a néhány hete már kiszivárgott hírrel, hogy sikerült elérnie a kvantumfölényt, az IBM félig-meddig már meg is cáfolta, hogy a kaliforniai cég kvantumszámítógépe, a Sycamore teljesítményével valóban a várva várt kvantumfölény ideje érkezett volna el.

A Kaliforniai Egyetem Santa Barbara-i intézményében kutatásokat folytató, és az elmúlt években a Google-lel együttműködve a kvantumszámítógép hardveres feltételeinek megalkotásán ügyködő John Martinis kísérleti fizikus szerint a Google 54 kvantumbites processzort futtató kvantumszámítógépe olyan számítást végzett el 3 perc 20 másodperc alatt, amit a világon létező leggyorsabb szuperszámítógépnek, a Summitnak – Martinis szerint – 10 ezer évébe telt volna. Vagyis elérte a kvantumfölényt. Mindezt úgy, hogy az 54-ből csak 53 kvantumbit fonódott össze sikeresen. A Google kvantumszámítógépe, a Sycamore egy véletlenszerűen generált kvantumszámsor véletlenszerűségének valódiságát ellenőrizte.

A kvantuminformatikai megoldások utáni hajszában a Google egyik legnagyobb kihívójának számító IBM szerint fontos mérföldkő ugyan, amit a Google Sycamore-ja elért, a várva várt kvantumfölényt viszont kissé korai lenne még ünnepelni. Az arXiv-on október 21-én publikált, hozzáértő tudósok által nem lektorált cikkükben azt állítják, hogy a Sycamore által elért 3 perc 20 másodperces számítási teljesítményt ugyan nem közelítette meg, de az IBM klasszikusnak tekinthető, bár ritkán használt algoritmusával a Summit is megfejtette ugyanazt a feladatot, ráadásul mindössze 2,5 nap, vagyis messze nem 10 ezer év alatt.

Az összefonódás-feloldás legkisebb nagyágyúja, avagy a qubit

A kvantumszámítógép lényege, hogy nem klasszikus biteket használ a számításokhoz, hanem qubiteket, amelyek 0 és 1 között bármilyen értéket felvehetnek, ráadásul egy qubit egyszerre több állapotban is lehet. Amikor a qubitek a tudomány mai állása szerint szétbogozhatatlanul összekapcsolódnak, a tudósok a megfelelő eszközökkel – elméletileg – képesek úgy kiaknázni a hullámszerű kvantumállapotaik közti kölcsönhatásokat, hogy az ezekre alapozó számítógép olyan számításokat is el tud végezni, amelyek amúgy a hagyományos módszerekkel évmilliókig tartanának.

Az élesben egyelőre még nem próbált technológiával egyelőre csak elméleti fizikusok és számítógéptudósok játszadoznak, de szerintük a jövőben a kvantumszámítógépek olyan algoritmusokat lesznek képesek futtatni, amelyek könnyedén kezelnek bármilyen big data adatbázist. Ha még mindig nem világos, hogy ez mire lesz majd jó, íme néhány példa, amelyekről a Qubiten már írtunk:

• a rákkutatásban például 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,
• az anyagtudományban egyedülálló módon segítenék az új anyagok és eszközök, például nanooszcillátorok tervezését és működésének szimulációját,
• megoldódna a már ma is rendelkezésre álló hatalmas adatbázisok tárolása,
• titkosítása és
• feldolgozása

Ezek azok az alkalmazási lehetőségek, ahol még egészen biztosan nem tart, és jó eséllyel akár még évtizedekig nem is fog tartani a technológia. A Google tudományos eredménye, már ha kiállja a próbát, sok kutató szerint mégis jelentős mérföldkő lehet a kvantumfölény felé vezető úton.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: