Tartalomjegyzék
A kvantumszámítógép megjelenése csak idő kérdése. A Google az innováció élén jár ezen a területen – a kaliforniai technológiai óriás nemrég bejelentette, hogy olyan processzort kíván létrehozni, amely potenciálisan gyökeresen megváltoztathatja a teljes informatikai iparágat.
Kvantum-felsőbbség és kvantumszámítógép
A számítási kvantumrendszerek az előző kor két legnagyobb technológiai átalakulás kombinációjának a gyümölcse: az informatika és a kvantummechanika fejlődéséé. A bináris logika helyett a kvantummechanikai szabályok szerint levezetett számításokkal olyan feladatok megoldására leszünk képesek, amelyek eddig elérhetetlenek voltak számunkra.
Bitek kontra kubitek
A bináris technológia lényege az, hogy a bit értéke vagy 1, vagy 0 lehet – ezeken kívül más nem lehet. A kvantumbitek, más néven kubitek előnye az, hogy “eldöntetlen” állapotban maradhatnak, vagyis értékük egyidejűleg lehet 1 és 0. Ennek köszönhetően minden kubit jelentősen több információt hordoz magában.
Kísérlet
Az univerzális kvantumszámítógép létrehozási kísérletének fontos célja annak a legegyszerűbb számítási feladatnak a meghatározása, amely meghaladja a klasszikus számítógépek kompetenciáját. A “kvantum-felsőbbség” eme határának felfedezése kulcsfontosságú lépésnek számít a hatalmas és hasznos processzorok létrehozásának szempontjából – ezt a feladatot tűzte ki maga elé a Google.
Ahhoz, hogy megbizonyosodjunk a kvantummegoldásoknak a bináris megoldásokkal szembeni megkérdőjelezhetetlen előnyében, egy olyan számítási kísérletet kellett megtervezni, amelynek nehézségi szintje fokozatosan nőtt. A Google szakemberei számára a leggyorsabb (IBM által létrehozott) Summit szuperszámítógép és a saját kvantumprocesszoruk állt a rendelkezésükre.
A Google Sycamore processzor
A Sycamore egy 53 kubites kvantumprocesszor, amelynek a kísérlet során sikerült kiszámolnia a megfordított valószínűség-elméletet – egy sor véletlenszerű számot generált és leellenőrizte, hogy valóban teljesen véletlenszerűek-e. Körülbelül 200 másodpercbe telt neki, miközben a jelenlegi általános technológián alapuló Summit szuperszámítógépnek e folyamatnak a befejezéséhez körülbelül 10 000 évre lett volna szüksége.
Sokan a kvantum-felsőbbség meghódításának valódi bizonyítékaként fogadták el az eredményt, bár az a tény, hogy a Summit el tudta volna végezni ezt a műveletet, igaz jelentősen lassabban, több tudóst is elbizonytalanít. Igaz, nehéz nem beismerni, hogy lenyűgöző az az előny, amit a Sycamore mutatott a Summittel szemben.
A kvantumszámítógép használata
E kísérlet sikere bizonyítékul szolgál a kvantumszámítógépeknek az iparban, a technológiában, vagy a fejlett szintű gépi tanulásban való gyakorlati használatának. Ezzel egyidejűleg a projektnek a Google-tól érkező képviselői kijelentették, hogy még hosszú út vár ránk, amíg sikerül a kvantumszámításokat beilleszteni a hétköznapi életbe.
A Sycamore kvantumszámítógép programozható és elméletileg széles használatú kvantumalgoritmusokat is képes kiszámítani. A Google mérnökcsapata folyamatosan igyekszik felhasználni a saját technológiáját fizikai és kémiai szimulációknál és alkalmazni a kubiteket az AGI, vagyis a fejlett mesterséges intelligencián alapuló (ang. Artificial General Intelligence) folyamatok során.
Tervek a jövőt illetően
A Sycamore már biztosan bebizonyította hasznosságát a randomizáció területén, ami egy nagyon fontos eszköz az informatikai tudományokban. A kvantum-randomizáció a véletlenszerűségnek egy teljesen új színvonala – főként ha úgy, mint ebben az esetben is, olyan szám-önazonosítás történik, amely bizonyítja a tökéletes kvantum-véletlenszerűséget. Ennek az algoritmusnak a tesztjei továbbra is várnak – elképzelhető, hogy már a következő hónapokban hallunk majd az informatikai iparban történt első alkalmazásáról.
A kvantumszámítógép kompetenciáinak fejlesztéséhez a Google számít a tudósok segítségére. Meg tervezi osztani a kvantumprocesszorait azokkal az egyetemi kutatókkal és vállalatokkal, akiket érdekel e technológia fejlesztési lehetőségeinek kutatása. Ahogy saját maguk állítják:
“A kreatív tudósok az innováció legjobb motorjai – most, hogy vannak új számítási eszközeink, számítunk arra, hogy motiválni tudunk több kutatót is arra, hogy feltaláljanak valami hasznosat.”
Hiányoznak még azok az algoritmusok, amelyek a kvantumprocesszorokban kerülhetnének felhasználásra. A kvantum kor horizontja már látszik és nincs kétségünk afelől, hogy ez eddig ismeretlen mértékben gyorsítja fel civilizációnk fejlődését.
