Reális, hogy a kvantumszámítógépek felváltják a hagyományos PC-ket?
A kvantumszámítógépek varázsa tagadhatatlan, a szakértők azonban megkérdőjelezik az új technológia hatásával kapcsolatos leggyakoribb narratívákat.
Csillámló csövek, lézerek, magas frekvenciájú rádióhullámok, összefüggő atomok és a kvantumfizika paradoxonai: az kvantumtechnológiát övező egzotikus-tudományos fogalmakat álmok és félelmek gyűrűje övezi. Ha azonban megállunk egy pillanatra és elgondolkodunk, lehet, hogy rájövünk: nem értettük meg igazán e rendkívüli technológia hatását. Az utóbbi időben olyan merész elképzelésekről olvashatunk, mint a „kvantumverseny megnyerése”, sőt, egyesek szerint máris a nyakunkon a „kvantumapokalipszis”. De vajon mennyire realisztikusak ezek az elgondolások?
Még sok a tennivaló
Kérdéses tehát, hogy a kvantumszámítógépek körüli ilyen-olyan hírverés mennyire alapul a valóságon, és mennyire egy eltúlzott retorika terméke. Egy, a Nature-ben tavaly megjelent cikk szerint a kvantumszámítógépekkel kapcsolatos tanulási görbe miatt „ezeknek az eszközöknek a kereskedelmi célú bevezetése körülbelül 13 000 dolláros gazdasági veszteséget okozhatna az egy főre jutó bruttó hazai termékben (GDP)”.
Amikor a kvantumszámítógépekhez hasonló forradalmi technológiákról van szó, nem szabad túlzásba vinni a spekulációt azok jövőbeli implementálhatóságával kapcsolatban. Ez ugyanis elvonhatja a figyelmünket az adott területen ténylegesen elért konkrét előrehaladásról. A találgatások könnyen elcsitíthatók lennének, ha képesek lennénk bemutatni a kvantumszámítógépek értékét a társadalom számára fontos kihívásokban, vagyis az olyan kérdések tekintetében, amelyek mindenki számára fontosak, az egészségtől a környezetvédelemig. Mindezek bemutatása azonban megfelelő hardvert igényel, napjaink kvantumhardvere azonban még nincs ezen a szinten.
Mégsincs ok a pesszimizmusra a kvantumszámítógépekkel kapcsolatban. Ne feledjük azonban, hogy ezek a gépek még nem állnak készen a klasszikus számítógépeink, azaz minden olyan számítógép helyettesítésére, amely biteket dolgoz fel kvantumbitek helyett. Elméleti szinten egy úgynevezett „univerzális” kvantumszámítógép képes lenne bármilyen számítást végezni, helyettesítve mind a nap mint nap használt laptopjainkat, mind a nagy kutatólaboratóriumok szuperszámítógépeit.
Bár ez elméletileg lehetséges, az absztrakt elképzelés fizikai világba való átültetése rendkívül nehéz feladatnak bizonyul. A kvantumszámítógépek megépítése hatalmas technológiai erőfeszítést igényel, éppen ezért nehéz elképzelni, hogy a hétköznapi életben mondjuk táblázatkezelésre használnánk, ahogy a szuperszámítógépeket sem használjuk a bevásárlólistánk elmentésére. Nagy valószínűséggel tehát nem kell majd lemondanunk a már megszokott technológiákról, és nem a kvantumszámítógépünkről fogjuk majd küldözgetni a munkahelyi e-maileket sem. Sőt, talán soha nem fogjuk őket használni olyan munkaterhelésekhez, amelyek nem kifejezetten kutatási és fejlesztési célokat szolgálnak.
Hogyan fogjuk használni a kvantumszámítógépeket?
Az egyetemi kutatók és az ipari szereplők lesznek az elsők, akik profitálnak ebből a technológiából. A tudományos közösség nagy része úgy véli, hogy a kvantumgépek első alkalmazásai a bonyolult fizikai rendszerek szimulációjára összpontosulnak majd, például a részecskefizikára, a kondenzált anyagok fizikájára, és a Fermi-Hubbard modellekhez, csak néhány példát említve. Nem szabad elfelejteni, hogy az alapvető alkalmazási területek kvantumbitek százezreit igénylik, a valóban jelentős alkalmazások esetében pedig egyenesen milliókban kell gondolkodni.
A kvantumszámítógépet (elsősorban) a kvantumfizikai problémák megoldására lehet használni. Felmerül tehát a kérdés, hogy hány embernek lesz valójában szüksége a kvantumszámítógépek használatának elsajátítására? Ha egy 10-15 éves időtávlaton belül gondolkodunk, elképzelhető, hogy a szűk keresztmetszet nem az adaptáció vagy az új készségek elsajátítása, hanem maga a technológia éretlensége lesz.
Sok munka lesz majd a kvantumhardverrel elemzett problémák adaptálásával. Összefoglalva, a kvantumszámítógépek építése és fejlesztése egy maratoni futam lesz. Biztosan lesznek olyanok, akik képesek lesznek tanulmányozni a gépek kapacitását és megoldásokat tudnak majd javasolni a felmerülő problémákhoz, – ezzel időt, memóriát és talán energiát megtakarítva. Hogy melyek ezek a problémák, az még nem világos, de valószínűleg a hardver építésével párhuzamosan mutatkoznak majd meg, ahogy ez a hagyományos számítógépek esetében is történt.