A Google szakemberei azt állítják, sikerült elérniük a kvantumfölényt. Azaz áttörtek egy olyan elméleti határt, amely felett a kvantumszámítógépek teljesítménye nagyságrendekkel meghaladja a hagyományos komputerekét.
Magyarra lefordítva arról van szó, hogy egy kvantumszámítógép rövid időn belül képes egy olyan feladatot végrehajtani, amelyre egy hagyományos komputernek beláthatatlan időre volna szüksége – a kifejezést egyébként még John Preskill, a Caltech elméleti fizikusa alkotta meg 2012-ben. A nemrég elvégzett teszt során ugyanis
a Google 54 kvantumbites Sycamore-processzorral felvértezett számítógépe egy olyan számítást végzett el három és fél perc alatt, amelyhez egy hagyományos szuperszámítógépnek tízezer évre lett volna szüksége.
A kvantumfölényben rejlő potenciál gyakorlati kiaknázásától ugyanakkor még messze járunk, a kísérlet egyelőre nem több egy áttörésnél – mint a Wright-fivérek 12 másodperces repülése –, amely ugyanakkor bizonyítja azt, hogy ez a technológiai irány életszerű, és a jövő techipara vélhetően ilyen irányban fog változni. A Google riválisa, az IBM ugyanakkor úgy véli, hogy a Google nem érte el a kvantumfölényt, ugyanis a világ legerősebb szuperszámítógépe, az IBM Summit is megbirkózott volna a tesztfeladattal bő két nap alatt, ráadásul jóval kevesebb hibával abszolválta volna azt.
Azt azért jegyezzük meg, hogy a Summit bár klasszikus elveken működik, eléggé kilóg a hagyományos szuperszámítógépek közül:
- a processzorrendszere két focipályányi nagyságú,
- összesen 340 tonnát nyom,
- 200 kilométer hosszúak a kábelei,
- a rekeszeiben pedig összesen 4608 szerver található,
- és mindegyikben ott lapuk két-két 22 magos IBM Power9 proci, na meg hat NVIDIA Tesla V100 videokártya.
A felfoghatatlan nagyságú, 10 petabyte (azaz 10 ezer terabyte) memóriájú gép így másodpercenként akár 3,3 trillió vegyes pontosságú számítás elvégzésére is képes lehet.
De hogy is működik a kvantumszámítógép?
És ha már IBM. Néhány éve még az IBM kutatóinak 12 atomra volt szükségük egy bit tárolásához, ez a szám azonban a technológia fejlődésével rohamosan csökken, hiszen a hagyományos szuperszámítógépek is évről évre fejlődnek. Van viszont egy óriási, ledolgozhatatlan hátrányuk a kvantumszámítógépekkel szemben, ami miatt lényegében megvannak számlálva az éveik.
A hagyományos kódolási technológiának van egy végső, amolyan elvi határa: ez az a pont, amikor egy bitnek egy atomot tudunk megfeleltetni.
A kvantumjelenségek viszont alapból a szubatomi világon belül „operálnak”, így a kvantumszámítógépeken végzett műveletekhez közvetlenül alkalmazhatók az olyan különös, józan ésszel nehezen felfogható kvantummechanikai jelenségek, mint a kvantum-szuperpozíció vagy a kvantum-összefonódás.
A hagyományos számítógépben az információt bitekben tárolják, a kvantumszámítógépben pedig qubitekben. Egy qubit a megmérése előtt szuperpozícióban van, ilyenkor pedig az értéke nem nulla vagy egy, hanem úgymond egyszerre nulla és egy – miután viszont megfigyeltük, összeomlik a hullámfüggvény, és felveszi az egyik alapállapotot, és megmérhetővé válik.
Így egy qubites rendszerrel – a bitek szuperpozícionált állapota miatt – nagyságrendekkel több információt tudunk tárolni, mint a hagyományos módszerrel.
Nem untatnánk ezzel tovább senkit, akit komolyabban érdekel a szuperpozíció elve, valamint a hullámfüggvény összeomlása, olvassa el Schrödinger macskájának a híres gondolatkísérletét, vagy kukkantson bele ebbe a videóba:
A kvantumtechnológia elterjedésével egyébként új lendületet kapna a big data elemzés, a matematikai optimalizáció, a pénzügyi szimuláció, valamint a mesterséges intelligencia esetében alkalmazott gépi mély tanulás is – a sort pedig talán estig folytathatnánk. Azonban az éremnek másik oldala van. Az egyik amerikai elnökjelölt, Andrew Yang például baljósabban állt hozzá a Google bejelentéséhez:
a kvantumkorszak ugyanis azt is jelenti egyben, hogy nincsenek többé feltörhetetlen kódok, hiszen a jelenlegi legelterjedtebb titkosítási eljárásokkal is játszi könnyedén elbánnak majd a kvantumszámítógépek.
Ettől azonban még nem kell tartanunk, hiszen a nap, amikor a gyakorlatban is alkalmazni fogjuk ezeket a technológiákat, akár évtizedekre lehet. És a kvantumszámítógépeknek köszönhetően sokkal erősebb biztonsági megoldások is elérhetővé válnak majd, így ugyanaz a csata fog tovább folytatódni, csak egy teljesen más szinten.
Légy résen, mert épp valami fontos történik!
Napokon belül új magazint indítunk, tarts velünk a nulladik pillanattól! November elején startol a Raketa.hu, a Player-csoport jövőmagazinja, melyben veletek együtt keressük a válaszokat az előttünk álló évek nagy kérdéseire!
Kiemelten foglalkozunk az autózás/közlekedés forradalmával, az okosotthonokkal, a klímakérdéssel, megújuló energiával, a legizgalmasabb, éppen zajló társadalmi változásokkal és rengeteg termékkel és szolgáltatással, ami pillanatokon belül ránk töri az ajtót!
Ha szeretsz jó időben jó helyen lenni, kövesd be a Rakéta Facebook-oldalát, hogy azonnal tudd, ha kilőttük a magazint!