A kvantumalapú kommunikáció és számítási technológiák előzmények nélküli alkalmazásokkal, például döbbenetesen biztonságos információtovábbítással, ultrapontos szenzorokkal, klasszikus komputerekkel megoldhatatlan problémák hatékony kezelésével kecsegtetnek.

Amikor a kvantumeszközök hálózattá állnak össze, megteremtődnek a majdani kvantuminternet alapjai. Ezek az információs hálózatok azonban új kihívásokat jelentenek, például az automatizált információkezelő protokollokat ugyanúgy kompatibilissé kell tenni a kvantumadatokkal, mint ahogy a mai hálózatok is automatikusan kezelik az infókat.

Barcelonai kutatók adatok kvantumrendszerekből történő kinyerésére dolgoztak ki a „klasszikus” gépi tanuláshoz hasonló, mintázatokat azonosító megoldást. Mivel a kvantumadatok kettő helyett több állapotban funkcionálnak, kezelésük sokkal nehezebb, és a kinyert információk is esetlegesebbek. Az új protokoll mégis jobb, a módszer pedig eredményesebb a hagyományos stratégiáknál. Újabb lépéssel kerültünk közelebb a működő kvantumszámítógéphez. De mi is az tulajdonképpen?

A jövő egyik nagy reménységének, az infokom mesterséges intelligencia melletti másik Szent Gráljának kikiáltott szerkezet ötletét Richard Feynman, a legendás amerikai fizikus vezette be a köztudatba, a megvalósulástól viszont – akárcsak az MI esetében – a korai 1980-as évek, a kezdetek óta az éppen aktuális prognózisok, technológiai közeljövőképek alapján mindig 10-15 év évre vagyunk.

Ami az atomi szint alatt van
A kvantumtudománnyal az atomi szint alatti világok, az anyag természetét meghatározó és irányító biológiai, kémiai, fizikai, anyagtudományi stb. – de elsősorban kvantummechanikai – alapelvek tárulnak fel, ám rendszerezett feltérképezésük, megértésük, a bennük rejlő potenciál kiaknázása rendkívül időigényes.

A kvantumjelenségeket eddig elsősorban makroszinten kutatták, anyagok speciális körülmények közötti szokatlan viselkedését, egy-egy jelenség elektronokra gyakorolt hatását tanulmányozták. A pirinyó világok tanulmányozása, a terület fejlődése főként az IT alapjaira, például tranzisztorokra, félvezetőkre, mikroprocesszorokra stb. lehet diszruptív hatással. E jelenségek közé tartozik a kvantum-szuperpozíció és a kvantum-összefonódás. Előbbi kvantummechanikai eszközök olyan állapota, amikor szimultán két vagy több helyzetben lehetnek, az utóbbi pedig arra vonatkozik, hogy akár egymástól térben távol lévő két objektum kvantumállapota között összefüggés van, a teljes rendszer kvantumállapota viszont nem határozható meg a részrendszerekével.

A kvantumjelenségekből következik, hogy az egyet és nullát tartalmazó bitekkel dolgozó klasszikus komputerekkel ellentétben, a kvantumszámítógép nullát, egyet vagy végtelen számú állapotukat tartalmazó kvantumbitekkel (qubitekkel) és kvantum logikai kapukkal működik.

Mindezek után elképzelhetjük, hogy a qubitek mennyire felgyorsítják az adatfeldolgozást, és ez mit jelenthet a gigászi adatsorokat használó területeknek, például a gépi tanulásnak. Az MI persze csak egy a sok közül, mert ha elterjednek, a kvantumszámítások az egészségügytől a biztonságtechnológiákig rengeteg szektort átalakítanak.

Egyelőre azonban nem tudjuk, melyik a legjobb fejlesztési módszer, és azért kulcsfontosságúak a folyamatos kutatások, például a barcelonai, mert közelebb visznek a megoldáshoz. Jelenleg ugyanis két módszer tűnik célravezetőnek. Míg korábban fotonokat és csapdába ejtett ionokat használtak qubitként, ma már egyre többen gondolkoznak szupervezető elektromos áramkörökben, ami azért nagyon fontos, mert az összefonódott qubitekben, a gép alapegységébe kódolt adatok gyakran ezredmásodpercek alatti eltűnnek, és a probléma megoldásával sokkal közelebb kerültünk a működő kvantumszámítógépekhez.

Kövesd az oldalunkat a Facebook-on és a Twitteren is!