A kvantumszámítástechnika a fizikai elméletek világából kilépve ma már üzleti realitás. A 1QBit vezérigazgatójával, Andrew Fursmannal arról beszélgettünk, hogyan segíthet a feldolgozási teljesítményben várható ugrásszerű növekedés megoldani a világ legégetőbb problémáit. Nagyszerű írást fedeztünk fel a Fujitsu magyarországi képviseletének hivatalos blogján.
Néhány csúcstechnológiai óriáscég azt az ambiciózus célt tűzte ki maga elé, hogy legyőzi az emberiség előtt álló hatalmas kihívásokat. Olyan innovációk kifejlesztésére törekszenek, amelyek segítségével képesek leszünk fellépni a klímaváltozás ellen, meggyógyítani számos gyakori betegséget, kezelni a nagyvárosok infrastruktúráját, megoldani az idősödő népesség gondozásának problémáját, hogy csak néhányat említsünk.
Munkájukat azonban komoly akadály nehezíti. Tekintve, hogy számos szakértő szerint Moore törvénye (vagyis az integrált áramkörön található tranzisztorok számának kétévenkénti duplázódása) valamikor a 2020-as évek során kifullad, ezeket a kihívásokat csak a feldolgozási teljesítmény nagymértékű növelésével lehet megoldani.
Sokan úgy gondolják, hogy a kvantummechanika törvényeit hasznosító kvantumszámítástechnika hozza majd el azt a technológiai forradalmat, amely nem csupán a számítási teljesítmény terén eredményez exponenciális növekedést, hanem a hagyományos számítógépekkel megvalósíthatatlan megoldások felé is utat nyit. (Olvassák el a Kvantum-számítástechnika: amit az IT vezetőknek tudniuk kell c. legutóbbi bejegyzésünket.) Az úttörő startupoktól (pl. D-Wave Systems) kezdve a technológiai piac vezető vállalataiig (pl. Fujitsu, Microsoft, Google) minden szereplő nagy erőkkel dolgozik a következő generációs gépek, valamint a kvantum által inspirált köztes rendszerek fejlesztésén.
Kevesen ismerik jobban ezt a gyors ütemben fejlődő világot Andrew Fursmannál, a vancouveri központú 1QB Information Technologies (1QBit) vezérigazgatójánál. A 1QBit által fejlesztett kvantumszoftverek segítik többek között a DowDuPont, a Biogen, az RBS és az Allianz csapatait a korai alkalmazások tesztelésében, valamint a kvantumszámítógépek természetének és értékének pontosabb megismerésében. Fursman szerint 2018-ban olyan fordulat várható az informatikában, amely mind az üzleti életre, mind pedig a társadalomra óriási hatást gyakorol majd, áttörő jelentőségű alkalmazások kifejlesztéséhez vezet, átalakítja a versenykörnyezetet, és kitermel néhány nyomasztó kihívást is a következő néhány évre.
A forradalom magjai
Amióta a fizikusok az 1980-as években először felvetették a kvantumszámítógépek digitális platformon történő szimulálásának ötletét, nagymértékben javultak a kilátások egy valódi kvantumgép megépítésére. Az elmúlt évben rengeteg erőforrást és szellemi tőkét összpontosítottak erre a területre, így az elmélet végre elindult a gyakorlati megvalósulás útján – nem véletlenül.
„Ezeknél az eszközöknél hihetetlenül nehéz megépíteni az alapokat” – mutat rá Fursman a vele készített exkluzív videóbeszélgetésben. A hagyományos rendszerek alapegysége, a bit valójában egy egyszerű kapcsoló, amit elektromágneses úton alakítanak ki egy félvezetőben, például szilíciumban. A kvantumrendszerben az egyidejűleg több állapotban is létezni képes kvantumbit vagy qubit létrehozása nehéz feladat. A qubitek összekapcsolása pedig még ennél is nehezebb.
„Valamennyien keressük az ideális módszert a hihetetlen skálázhatóságot nyújtó, új paradigma alapvető számítási egységének megépítéséhez” – jelenti ki Fursman.
A lehetőségek igazából akkor kezdtek körvonalazódni, amikor a gépekben összekapcsolt qubitek száma megközelítette az ötvenet. „Hamarosan eljutunk arra pontra, ahol már látszani fog, hogy a rengeteg erőfeszítés jutalma nem marad el” – vélekedik Fursman, majd hozzáteszi: „Most, hogy mindenki ezen dolgozik, bármi megtörténhet.”
„Úgy tűnik, hogy a hagyományos szuperszámítógépek képességeivel már nem tudunk több qubitet szimulálni, és talán már realizálódott is a kvantumfölény.”
Fursman szerint közel vagyunk ahhoz a ponthoz, amikor a kvantumszámítógépek egyes alkalmazási területeken már kezdik felülmúlni hagyományos elődjeiket. Az első jelek már mutatkoznak: „Úgy gondolom, hogy ez az egyik utolsó olyan interjú, amelyben azt mondhatom, hogy valószínűleg még nem valósult meg a kvantumfölény.”
Miközben a hagyományos számítógépeken futó kvantumszimulációk lassan elérik a lehetőségek határait, a kvantumgépek fejlődése magasabb szintre lép.
„A legnagyobb szuperszámítógépek ma 55 qubit körüli teljesítményt tudnak szimulálni, de minden egyes további qubit szimulálásához kétszerannyi számítási teljesítmény szükséges” – magyarázza Fursman. Ugyanakkor az általános rendeltetésű gépek qubitszáma az egyszámjegyűről 50 körülire emelkedett 2016 és 2017 kötött, az idén pedig elérte a 72-őt.
„Úgy tűnik, hogy a hagyományos szuperszámítógépek képességeivel már nem tudunk több qubitet szimulálni, és talán már realizálódott is a kvantumfölény” – mutat rá Fursman. „Ha elérjük a 200 qubit körüli szintet, már izgalmas dolgok elvégzésére leszünk képesek, és hozzáfoghatunk a nemcsak tudományos, hanem ipari szempontból is releváns kihívások legyőzéséhez.”