Az algoritmus – vagyis egy kvantumszámítógépet irányító utasítássorozat – képes volt kiszámítani egy molekula szerkezetét. Ez az eredmény új távlatokat nyithat többek között az orvostudomány és az anyagtudomány területén.
Még éveket kell várni rá
A Google ugyanakkor elismerte, hogy a kvantumszámítógépek valós, gyakorlati alkalmazása még évekbe telhet – számolt be a fejlesztésről a The Guardian.
A cég blogbejegyzésében azt azonban hangsúlyozta: ez az első alkalom a történelemben, hogy egy kvantumszámítógép sikeresen lefuttatott egy ellenőrizhető algoritmust, amely túlszárnyalja a szuperszámítógépek képességeit.
Ez a megismételhető, klasszikus számítási korlátokon túlmutató eredmény a skálázható hitelesítés alapja. Egyben fontos lépésnek számít a kvantumszámítógépek gyakorlati felhasználása felé.
Michel Devoret, a Google kvantum-MI egységének vezető tudósa, aki ebben a hónapban elnyerte a fizikai Nobel-díjat, szintén mérföldkőnek nevezte az eredményt.
A cél a “teljes léptékű” kvantumszámítás
Az áttörésről, amelynek során a kvantumszámítógép 13 ezerszer gyorsabban dolgozott, mint egy hagyományos számítógép, a Nature folyóiratban számoltak be. A tanulmányt már szakértők is lektorálták.
Egyesek azonban óvatosságra intenek. Bár a Google teljesítménye figyelemre méltó, az csupán egy szűk tudományos problémára koncentrál, és nincs közvetlen gyakorlati hatása.
A kutatók két molekula adatait ellenőrizték le nukleáris mágneses rezonancia (NMR) segítségével. Ez a technológia adja az MRI alapját is.
A tudományos előny demonstrálása
A Google demonstrálta úgynevezett “kvantumelőnyét” – jelentette ki Winfried Hensinger, a Sussexi Egyetem kvantumtechnológiai professzora.
A techcég voltaképpen annyit közölt, hogy kutatói egy olyan feladatot hajtottak végre kvantumszámítógéppel, amelyre a hagyományos számítógépek nem képesek.
Ugyanakkor a teljesen hibamentesen működő kvantumszámítógépek még messze vannak. Ezekhez ugyanis több százezer kvantumbitet (qubitet) kezelni képes gépekre lenne szükség.
Hensinger szerint fontos megérteni, hogy a Google által elért eredmény nem annyira forradalmi, mint azok az alkalmazások, amelyeket a kvantumszámítógépektől a jövőben várunk.
A mostani bejelentés azonban meggyőző bizonyíték arra, hogy a kvantumszámítógépek egyre erősebbé válnak.
Kvantumvisszhangok és egyedi adatok
Az igazán nagy teljesítményű kvantumszámítógépek, amelyek sokféle problémát képesek lennének kezelni, milliónyi qubitet igényelnének. Ezt azonban a jelenlegi hardverek nem tudják biztosítani, mivel a qubitek rendkívül instabilak.
Hartmut Neven, a Google egyik alelnöke szerint a kvantumszámítógépek valós alkalmazása a mostani áttörés ellenére is legalább öt évre van. A cég az új algoritmust “kvantumvisszhangoknak” nevezte el.
A cég rendkívül optimista a kvantumvisszhangokkal kapcsolatban. “Öt éven belül megjelenhetnek azok a gyakorlati alkalmazások, amelyek kizárólag kvantumszámítógépeken valósíthatók meg” – mondta Neven.
A Google szerint a kvantumszámítógépek képesek lesznek olyan egyedi adatokat generálni, amelyek tovább erősíthetik az MI-modellek teljesítményét.
A bit-qubit távolság
A hagyományos számítógépek az információt bitekben tárolják. Ezek 0 vagy 1 értéket vehetnek fel, és elektromos impulzusként továbbítódnak. Egy szöveges üzenet, e-mail vagy éppen egy Netflix-film egyaránt ilyen bitek sorozata.
A kvantumszámítógépek ezzel szemben qubitekben tárolják az információt. Ezek a qubitek – elektronok vagy fotonok – egyszerre több állapotban is létezhetnek, ami a kvantumfizika egyik alapjelensége, a szuperpozíció.
Vagyis, a qubitek egyszerre képesek több 1-es és 0-s kombinációt is kódolni, és párhuzamosan dolgozhatnak fel hatalmas számú lehetséges kimenetet. Erre a hagyományos számítógépek nem képesek.
Ugyanakkor a qubiteket rendkívül kontrollált környezetben kell tartani, mivel a legkisebb elektromágneses zavar is megbonthatja működésüket.
Kiberbiztonsági szakértők arra figyelmeztetnek, hogy a kvantumszámítógépek képesek lehetnek a jelenlegi titkosítási rendszerek feltörésére. Ezért egyre többen sürgetik a kvantumbiztos kriptográfia bevezetését a kormányzati és vállalati szektorban is.
