(Kiemelt kép: Unsplash+)
A kvantumalapú számítástechnika, mely a bonyolult számítások kezeléséhez szükséges elméleti képességeiről ismert, még mindig olyan gyakorlati kihívásokkal küzd, mint a kvantumkoherencia fenntartása és a kubitek hatékony kezelése.
Az AGI ezzel szemben az emberi kognitív képességek mesterséges intelligenciában való megismétlésére törekszik. Ez egy olyan koncepció, amely még mindig nagyrészt elméleti jellegű, és az OpenAI Q* projektjéhez hasonló törekvéseken keresztül fokozatos előrelépések történnek.
Ezek az innovációk, bár jelentősek, a klasszikus számítástechnika keretein belül működnek, melynek megvannak a maga korlátai a feldolgozási sebesség, az energiahatékonyság és a többdimenziós problémák kezelése terén. A nem is olyan távoli jövőben a kvantumszámítás egykor sci-fi koncepciója a mesterséges intelligencia szerves részévé válik. Szakértők előrejelzése szerint 2027-re a kvantumalapú számítástechnika mélyreható integrációjának lehetünk tanúi az ICT-világban, ami a fejlődés új korszakát indít(hat)ja el.
A jelenlegi helyzet
2021-ben a Chicagói Egyetemen jelentős áttörés történt a kvantumalapú számítástechnika. A kutatók sikeresen továbbították az összefonódott kubit-állapotokat egy speciális kábelen keresztül, ami kulcsfontosságú pillanatot jelentett a kvantumhálózati összeköttetésben. Olyan neves szereplők, mint az IBM, a Google és a Microsoft jelentős összegeket fektetnek be a kvantumkutatásba, a startupok pedig egyaránt elkötelezettek a kvantumhardver- és szoftverfejlesztés iránt. Világszinten az országok jelentős összegeket fordítanak a kvantumkutatásra. Kína a legnagyobb befektető 15 milliárd dolláros kötelezettségvállalásával. Az USA (1,3 milliárd dollár), az Egyesült Királyság (1,2 milliárd dollár), India (7,2 milliárd dollár) és Japán (1 milliárd dollár) a következő legnagyobb befektetők. Ez a közös erőfeszítés a kvantum számítástudományban rejlő óriási lehetőségek növekvő felismerését jelzi.
A kvantumalapú számítástechnika és az üzleti élet
Az üzleti világ gyorsan felkarolja a kvantumszámítást, ami a 2021-ben megugró beruházásokban is megmutatkozott. A startupok finanszírozása meghaladta az 1,7 milliárd dollárt, ami több mint kétszerese volt az előző évi számoknak. A Cap Gemini felmérése szerint az üzleti vezetők felkészülnek a kvantumkorszakra. Csapatok létrehozása (51%), ötletek kikísérletezése (49%), tesztelés kvantumhardveren vagy szimulátoron (48%) és új alkalmazások kidolgozása (46%) jelzi a kvantumkészség proaktív megközelítését.
Fókuszváltás és kvantumfölény
A kvantumfölényért folytatott versenyfutás eddig is kiemelt szerepet játszott, de a diskurzus változóban van. A közelmúltban elért áttörések, mint például az Adom Computing 1225 kubites kvantumszámítógépe, azt mutatják, hogy a hangsúly a mennyiségről a minőségre tevődik át. Ahelyett, hogy pusztán a köbszámot növelnék, az iparág vezetői most a köbminőség javítására, a hibák kezelésére és a gyakorlati alkalmazások feltárására összpontosítanak. Ez az átmenet döntő fordulópontot jelent a kvantumalapú számítástechnika fejlődésében.
Kihívások és biztonsági aggályok
A kvantumalapú számítástechnika fejlődésével kihívások is felmerülnek. Az egyik jelentős aggodalom az adatbiztonság körül forog. A hackerek lehetséges visszaéléseitől való félelem kérdéseket vet fel a jelenlegi titkosítási szabványok integritásával kapcsolatban. A szervezeteket felszólítják, hogy mérjék fel a sebezhetőségeket, és térjenek át a kvantumtechnológia erejével szemben ellenálló titkosítási módszerekre. A NIST bejelentése a posztkvantum algoritmusokról ígéretes fejlemény, amely rendkívül biztonságos kódokat kínál a széles körű elfogadáshoz.
A mítoszok mögött
A kvantumalapú számítástechnikával kapcsolatban sok a tévhit. A hiedelmekkel ellentétben a kvantumszámítógépek nem távoli jövőképek: már ma is léteznek, és olyan feladatok elvégzésére képesek, melyek meghaladják a klasszikus számítógépek határait. A kvantumszámítógépek sokoldalúsága miatt a tudományos problémamegoldás hatékony eszközévé válnak, és túlmutatnak a kezdeti üzleti célú alkalmazásokon.
A kvantuminformatika hatása az egyes ágazatokban
A kvantumalapú számítástechnika számos ágazatban már hatalmas hullámokat vet. A pénzügyekben a nagy bankok portfólióoptimalizálásra és csalásfelismerésre használják. A gyógyszeripari vállalatok a hatékony gyógyszerkutatásból profitálnak, míg a környezettudatos vállalkozások olyan ipari óriásokkal működnek együtt, mint a BMW és az Airbus, hogy feltárják a kvantumszámítás szerepét a fejlett anyagok, például a hidrogén üzemanyagcellák létrehozásában.
Ne vegyük el a jövőkutatók kenyerét
Ahogy a jövőbe tekintünk, 2024 jelentős változásokat ígér a kvantumalapú számítástechnika világában. A fizikai kubitekről a hiba javított logikai kubitekre való áttérés a kvantumszámítások stabilitása és megbízhatósága felé tett ugrást jelent. Az európai országok és az amerikai gyártók közötti együttműködés a nemzeti kvantumprogramok terén a kvantumos fejlődés globális megközelítését sugallja. Az előrejelzések szerint a nagy teljesítményű számítóközpontokban a hagyományos és a kvantumgépek egymás mellett fognak működni, ami félelmetes szinergiát hoz(hat) létre.
Kvantumszámítás és a mindennapok
A kvantumalapú számítástechnika nem egy távoli fogalom, hanem aktívan alakítja jelenünket és jövőnket. A várható pillanatok közé tartozik, hogy a kvantumgépek felülmúlják a szuperszámítógépek teljesítményét, és bizonyítják felsőbbrendűségüket bizonyos feladatokban. Ahogy a kvantumalapú számítástechnika zökkenőmentesen beépül a mindennapi rutinokba, hatással lesz az egészségügyre, a biztonságra és még sok másra, az átalakító potenciál egyszerre izgalmas és kihívást jelentő.
A kvantumos jövő
A kvantumalapú számítástechnika nem egy távoli elképzelés, hanem az előttünk kibontakozó valóság. A 2024-es év jelentős változásokat hozhat, áthidalva az izgalmas lehetőségek és a gyakorlati kihívások közötti szakadékot. Az iparág olyan úttörői, mint Tony Utley, hangsúlyozzák a kvantuminformatikára felkészült alkalmazások fejlesztésének fontosságát, és azt tanácsolják a vállalatoknak és a politikai döntéshozóknak, hogy készüljenek fel a technológia közelgő hatására. A kvantumalapú számítástechnika felé vezető út talán konkrét alkalmazásokkal kezdődött, de lassan a mindennapi életünket csendesen átszövő közös fonallá fejlődik.
Blokklánc és kvantumalapú számítástechnika az MI árnyékában
Emlékszünk a régi szép időkre, amikor az internet eléréséhez több percet kellett várni a betárcsázással, majd továbbra is blokkolni a többi otthonunkban lévő telefon használatát? Bármit letölteni és streamelni szinte lehetetlen volt; ezt nevezték „web 1.0”-nak. Miután az internet továbbfejlődött, a „web 2.0” is megjelent, a cél az volt, hogy az internetet olyan hellyé tegyék, ahol az egyének világszerte kvázi végtelen mennyiségű információval és tartalommal gazdagodhassanak. Így olyan közösségek kezdtek tömegesen virágozni, melyekről korábban soha nem hallottunk. Mivel a mai világunk nagyrészt a „web 2.0”-ra támaszkodik, az internet következő generációja, vagyis a „web 3.0” már erőteljes felhasználó központú és technológiai fejlesztésekkel teli jelenléttel érkezett meg; ez az a terület, ahol az információ decentralizációja visszaadja a hatalmat és a magánéletet végre állítólag a felhasználóinak. A világunk tömeges paradigmaváltásának horizontján a „web 3.02 felé vezető úton három fő technológiát látunk a címlapokon: blokklánc, mesterséges intelligencia és kvantumalapú számítástechnika.
Kvantummechanika
Ahhoz, hogy megértsük a kvantumszámítást, meg kell értenünk a kvantummechanika lényegét, a kvantumfizika egyik ágát, mely azt tanulmányozza, hogyan működik a fizikai világegyetemünk a legapróbb, kvintesszenciális szinten. Univerzumunk alapvető szintjén az általunk ismert valóság más spektrumon működik. Minden, amit mi érzékelünk, energetikai és rezgés jellegű; így szubatomi szinten a mi Univerzumunk véges részecskékből áll, melyek nagyon magas frekvencián rezegve alkotják az anyagot. Mivel a négy, vitatottan öt elem különböző állagú, ezért valóban különböző rezgési frekvenciákon érzékeljük magát az anyagot. Egy nagyon fontos példán, a kettős rés kísérleten keresztül, az anyag megnyilvánulását biztosan befolyásolja a megfigyelő figyelme és energiája. Mivel a kvantumvilágot nem lehet közvetlenül megfigyelni, kénytelenek vagyunk műszereket használni, érzékszerveink kiterjesztéseként. A kvantum entitások azonban olyan kicsik, hogy már egy foton érintkezése is megváltoztatja a helyzetüket és a lendületüket, ami mérési problémát eredményez. Így a megfigyelő fontos része minden kvantumkísérletnek, nem lehet elkülöníteni a megfigyelőt vagy annak hatásait. A kvantummechanika belső működésén keresztül érzékeljük, hogy vannak más, fontos összetevők is, mint például a „szuperpozíció” és az „összefonódás”.
Összefonódás és szuperpozíció
A szuperpozíciót (a kettős rés kísérlet kutatásának kiegészítéseként) úgy definiálhatjuk, mint olyan kvantumállapotot, mely egyetlen megfigyelési vagy mérési ponton több (esetleg végtelen számú) állapot létezésének lehetőségével rendelkezik. Ez pedig a képzelet, az álmodás és a teremtés emberi funkcióit hozza magával. Az idő és tér egyetlen pillanatában bármi megtörténhet; és az érzékelés és a szándék erejével képesek vagyunk az időt és teret a tudatos és tudatalatti választásunk irányába terelni. Míg az összefonódás akkor definiálható, amikor két vagy több kvantumállapotban lévő részecske, függetlenül a pár vagy részecskecsoport közötti távolságtól az időben és térben, képes arányosan, azonnali módon kommunikálni egymással; így a kommunikáció gyorsabb, mint a fénysebesség. Ráadásul az a pár vagy részecskecsoport, melyben a fent említett módon kommunikálnak egymással, a korábban említett módon viselkedik a pár vagy csoport egyetlen részecskéjének méréséből származó katalizátorral. Amint az egyik részecskét megfigyelik, az összefonódott kapcsolatban lévő másik(ok) azonnal „megtudja(k)”, és ennek megfelelően reagál(nak). A kvantumbirodalom valóban a lehetőségek végtelen étere; míg a szuperpozíció és az összefonódás, sok más elmélettel és fogalommal együtt, alig karcolja a felszínét annak, hogy a kvantumbirodalom, így az univerzum hogyan működik valójában. Most pedig térjünk rá arra a kérdésre, hogyan kapcsolódik a kvantummechanika a jövőnk technológiájához, a kvantumalapú számítástechnikához.
Kvantumalapú számítástechnika
A „klasszikus számítógépek”, ahogyan mostanában fogalmaznak, olyan rendszerben működnek, mely az adatokat bináris formában, azaz biteken keresztül dolgozza fel; a 0-k és 1-ek »hírhedt« mintái. A kvantumalapú számítástechnikával az adatok és információk feldolgozása mostantól »kubitekben«, azaz kvantumbitekben lehetséges. A bitekkel ellentétben, amelyek csak 0-ként vagy 1-esként dolgozhatók fel, a kubiteket szuperpozícióban egyszerre 0-ként és 1-esként is fel lehet dolgozni. A fent említett kubit szuperpozíciója esetén, amikor az információ ezen struktúrájára mérés történik, a kubit formát vált. Az összefonódás feltételei szerint, amikor több kubitet próbálnak mérni vagy megfigyelni, a pár vagy csoport többi kubitje is megváltozik. A kvantummechanikának csak e két fogalma alapján így a kvantumszámítógépes rendszerek kvázi végtelen, exponenciális növekedésre képesek. Most vizsgáljuk meg azokat az észbontó lehetőségeket, hogy a »kvantumalapú mesterséges intelligencia« miként fogja mérhetetlenül elszaporítani a blokklánc műveleteit és funkcióit.
Blokklánc és kvantumszámítással támogatott mesterséges intelligencia
Jelenleg a mesterséges intelligencia a modern társadalom számos szerves részét képezi; akár egy dal vagy videó lejátszásáról van szó, akár a következő hitelkártyás vásárlásról, melyet a bank csalási rendszere felügyel, az MI jelen lesz az életünkben, még generációkig. A legújabb MI-fejlesztésekkel olyan dolgokat tapasztalunk, mint például az emberi képzelet utánzása; hogy eltekinthessünk a disztópikus félelemtől, hogy az MI átveszi a kollektív tudatunkat, jó úton haladunk afelé, hogy az MI egyre több emberhez hasonló funkciót testesít meg, mint például a beszéd, a gondolkodás, az empátia és még sok más dolog. Mivel az emberi agy annyira összetett, hogy a mainstream tudomány aligha érti meg a valódi funkcióit, a mesterséges intelligenciának nagyon fejlett, „sci-fi” jellegű számítástechnológiával kell összefonódnia; ez az a pont, ahol most a kvantumalapú számítástechnikát látjuk a helyére lépni.
A jelenlegi szuperszámítógépek logikai, „bal agyféltekés” szinten bizonyítottan képesek „túljárni az emberek eszén”, azonban ezek a szuperszámítógépek nem rendelkeznek a „jobb agyféltekés” funkciókkal, mint például az érzékszervi input, az érzelmek, az empátia, az intuíció és más „áltudományos” képességek, melyekkel mi emberek eredendően rendelkezünk. A mesterséges intelligencia értelmezésének ezen szintjén a jelenlegi erőfeszítések különböző érzékelő és tárgyakkal kapcsolatos eszközök létrehozásán keresztül nyilvánulnak meg, melyek célja az emberi élet és a világ, melyben élünk, külső és belső bemenetének vagy kimenetének jobb megértése, azonban a kvantumalapú számítástechnika és annak végtelenül exponenciális feldolgozási teljesítménye a horizonton lehetővé teszi a mesterséges intelligencia számára, hogy az emberi lény belső mélységeibe is behatoljon.
Példaként említhetjük az IBM 7 Qubit eszközét: a tudósok sikeresen használtak hat kubitet egy kifejezetten erre a célra épített hét kubites kvantumprocesszoron, hogy megoldják a berillium-hidrid (BeH2) molekulaszerkezeti problémáját, az eddigi legnagyobb molekulát, melyet kvantumszámítógépen szimuláltak. Képzeljük el, ha ezeknek a kvantumgépeknek a számítási folyamata nem ér el korlátot? Lehetővé válik a teljes spektrumú, agyi folyamatok szimulálása, melyek lehetővé teszik majd a mesterséges intelligencia számára a bal és jobb agyfélteke funkcióinak szimulálását a tudatosság és az öntudat utánzására tett erőfeszítések során. Annak érdekében, hogy ne térjünk el a mesterséges intelligencia által vezérelt robotok „tenyésztésétől”, melyek alig megkülönböztetve fognak az emberek között járni, hidaljuk át együtt, hogy a kvantumalapú számítástechnika és a mesterséges intelligencia fejlődése hogyan fogja befolyásolni a „web 3.0” átmenet egyik kulcsfontosságú technológiáját, a blokkláncot.
A decentralizáció előnye
Röviden bemutatva, a blokklánc egy decentralizált, egyenrangú (P2P) hálózat, melyet csomópontok (hardverrendszerek) vagy hálózati résztvevők működtetnek, melyek közösen kriptográfiát használnak a munka nyilvános bizonyítására, mely lényegében vitathatatlan, miközben az új tranzakciókat és feljegyzéseket időrendi sorrendben időbélyegzik, majd (ismétlésképpen) a csomópontok hálózatán keresztül elküldik a hitelesség ellenőrzésére. A világunk rendszerének és funkcióinak többsége most egy központosított rendszereken helyezkedik el, ahol a szerver vagy rendszer tulajdonosai rendelkeznek a többség feletti „joghatósággal”. A blokklánccal azt látjuk, hogy a magánélet és a decentralizált rend hatalma most visszakerül a többség kezébe; mivel ez új utakat nyit a technológiai fejlődés felé, közösségi, P2P módon. A blokklánc-technológia egyik legizgalmasabb vívmánya a kriptopénz; egy digitális, decentralizált valutaforma, mely értéktárolóként, csereeszközként vagy számlamérőeszközként jelenik meg. Mint azt a legtöbben tudjuk, a Bitcoin, a világ első, decentralizált kriptopénze megvilágította a blokklánc metaforikus reflektorát.
Mire használható valójában?
Amellett, hogy a blokklánc az alaprendszer, mely támogatja a kriptovaluták működését és létezését, számos „köztes” törekvésre használják. Lehetővé teszi az egyének számára, hogy decentralizált alkalmazásokon (Dapps) és IoT-eszközökön keresztül saját személyes adataik tulajdonjogát átvegyék. Nagyobb magánélet eredményez az interneten való szörfözés során a decentralizált böngészők használatával. Nagyobb sebességet és biztonságot biztosít az olyan nagy tranzakciókhoz, mint például az ingatlanvásárlás. Mellesleg a szavazási folyamatokat is javítja és biztonságosabbá teheti. És még sok minden másra is alkalmas lenne. A blokkláncra ma már a kormányzati pártok és szervezetek, bankok, nagy technológiai vállalatok, gyártók, energetikai vállalatok és még sok más »döntéshozó” is felfigyelt, érdeklődik iránta és alkalmazza az ipar teljes skáláján. Ez minden bizonnyal a blokklánc jellegének mellékterméke, mely a kollektív, technológiai átmenetünk egyik élharcosa. Mivel a „web 2.0” rendszerek többségével ma már a mesterséges intelligencia összefonódik, azt látjuk, hogy az MI segíti a blokklánc fejlődését, és vice versa.
Hogyan fog fejlődni?
Az MI fent említett fejlődésében azt látjuk, hogy képes jobban vezetni a technológiai rendszereket, és hatásosabb módon befolyásolni az embereket. A blokklánc-alapú rendszer P2P-aspektusát és az MI mélytanulását egyesítve ez még több reményt ad arra, hogy a technológia jótékony módon még szorosabb kapcsolatba kerül(het) majd az emberekkel. Ahogy a blokklánc szimbiózisban növekszik az MI-val, úgy fogjuk látni a decentralizált információk és adatok intelligensebb megjelenítését az infrastruktúra számos szintjén. Így a blokklánc működése autonóm módon (az MI protokolloktól függően) egyre hatékonyabbá és pontosabbá válik az idő múlásával. Például pontosabb és hatékonyabb szállítás az autóbiztosítási ügyfelek valós idejű biztosítási díjának beállításában az ügyfelek IoT és Dapp-eszközein keresztül nyomon követett Big-Data intelligensebb elemzése, rendszerezése és vizualizálása révén. Mivel a mesterséges intelligencia már most is együtt növekszik a blokklánc-alapú megoldásokkal, és azok részét képezi, a kvantumalapú számítástechnika lehetővé teszi, hogy a blokklánc-alapú, mesterséges intelligencia által vezérelt rendszerek az alkalmazások elképzelhetetlen szintjét érjék el. Az alapvető blokklánc szinten a tranzakció-ellenőrzési folyamat önmagában is képes lehet arra, hogy az összefonódás elvével azonosuljon. Így képzeljük el, hogy másodpercenként több százezer-millió tranzakciót (TPS) azonnal, valós időben, késleltetés nélkül ellenőrizni lehet a hálózaton belül.
Egy másik szempont a mesterséges intelligencia protokollok lehetőségeiben rejlik, tekintettel arra, hogy metaforikusan minden egyes felhasználóval bizalmas viszonyban vannak egy feltörhetetlen, privát szinten, hogy rendkívül részletes információkat tudjanak meg a felhasználóról, a tudatalatti tevékenységeivel együtt, hogy jobb segítséget nyújtsanak olyan tényezőkkel kapcsolatban, mint az érzelmi állapotok, az egészségi állapot, a pénzügyek kivetítése, életmódjavaslatok, vezetési biztonság és még rengeteg más visszajelzés.
Ugyanakkor a kvantumalapú számítástechnika a blokklánc alapú technológiák szerves szövetségese lehet, de lehet, hogy a blokklánc egyebn a legrosszabb ellensége is? Mivel a blokkláncrendszerek mögött álló kriptográfia lényegében egy fejlett matematikai egyenlet, egy kvantumszámítógép, mely kubitekben dolgozza fel az adatokat, tehát a szuperpozíciót követi, képes lesz a modern kriptográfiát könnyedén megoldani, mivel viszonylag véges idő alatt kvázi végtelen számú lehetőséget képes kiszámítani. Azonban fordítva, a kvantumszámítógépek által támogatott blokkláncrendszerek még mélyebb szintű, kifürkészhetetlen biztonságot fognak tudni nyújtani. Ebben az esetben nyugodtan kijelenthetjük; győzzön a legintelligensebb kvantumszámítógép?
Hogy tréfásan kommentáljuk ezt, képzeljünk el egy olyan valóságot, mint amilyet a Will Smith főszereplésével készült Én, a Robot című hollywoodi blockbusterben ábrázoltak. A grandiózus vízió, ahol létezik egy decentralizált (P2P) hálózat MI által irányított, közszolgálati robotokból és személyes robotokból, melyek tanulmányozzák a tulajdonosukat, talán olyan dolgokat tudnak róla, melyeket az ember talán nem is tud magáról, miközben az életet „minden szempontból sokkal jobbá teszik”. Bár még elég sok időnk van arra, hogy ez a valóság megvalósulhasson, ez már túlságosan hátborzongató ahhoz, hogy izgatottan várjuk. A tudomány ma a kvantumbirodalom tanulmányozásán keresztül próbálja megmagyarázni, hogy a spiritualitás és az ember, mi is valójában.
