A Nemzeti Kvantumtechnológiai Programot szerdán jelentették be a Magyar Tudományos Akadémia székházában. Az akadémiai, felsőoktatási és vállalati kutatóhelyek összefogásával megvalósuló tervet négyéves működése alatt az állam 3,5 milliárd forinttal támogatja. A HunQuTech konzorciumot az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont vezetésével a Budapesti Gazdasági és Műszaki Egyetem (BME), az Eötvös Loránd Tudományegyetem, az MTA Energiakutató Központja, valamint az Ericsson Magyarország, a Nokia Bell Labs, a Bonn Hungary Electronics és a Femtonics alkotja.

A Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) elnöke, Pálinkás József a legújabb tematikus nemzeti kutatás-fejlesztési programról szólva elmondta, hogy a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs (NKFI) Alap eddig 80 milliárd forint keretösszeggel 16 tematikus programot finanszírozott a főbb társadalmi gazdasági, környezeti kihívásokhoz kapcsolódó szakterületeken. Az ambiciózus elképzelések szerint a projekt eredményeképpen olyan prototípusok születhetnek, amelyek segítenek majd a kvantumszámítógép létrehozásában.

Négy év múlva jön a gyakorlati megvalósítás

Domokos Péter, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont kutató professzora és a konzorcium tudományos vezetője szerint a partnerek arra törekednek, hogy becsatolják Magyarországot az európai kvantuminternet kiépülőben lévő hálózatába, megőrizzék és javítsák a kutatók versenyképességét a kvantumtechnológia területén. Céljuk, hogy az ország a kvantumtechnológiában még több hozzáértő szakember rendelkezzen kutatói és mérnöki területén egyaránt.

A projekt olyan eredményekre pályázik, mint a két pont közti kvantumosan titkosított kvantumkommunikáció és a kvantumbit műveletek végrehajtása, ami a kvantum számítás alapja. Domokos Péter beszámolt róla, hogy a program első éve a felkészülésről, a szükséges laboratóriumok kialakításáról szól majd, a kísérletek a második évben kezdődnek, a harmadik évet pedig a szakemberek által megalkotott eszközpark alkalmazására szánják. A fejlesztések gyakorlati megvalósítására a program záró szakaszában kerülhet sor.

A professzor szerint a kvantuminformatikában ma Ausztria a világelső, a kvantumtechnológia gyakorlati alkalmazásában (főként a hálózatépítésben) Kína tölti be a vezető szerepet, míg a kvantumszámítógép építésében az Egyesült Államok jár az élen. Az Európai Unió a maga részéről 1 milliárd eurós programot indított annak érdekében, hogy a tudásbeli előnyét érvényesíteni tudja a technológiai transzferben.

A bejelentés kapcsán a konzorciumi partnerek úgy látják, hogy nemzetbiztonsági kockázatot jelent, ha Magyarország kimarad a kvantumtechnológia fejlesztéséből. Ez azt jelentené, hogy idehaza nem állna rendelkezésre a titkosított adatok továbbítására képes hálózatok kiépítését és működését érintő kompetencia, ezáltal viszont a kvantumtechnológiával kapcsolatban minden tekintetben kiszolgáltatottá válunk azoknak az országoknak, amely élen járnak ezen a tudományterületen.

Megújítja a számítástechnika nagyobbik részét

A kvantumszámítógépek a bitek helyett qubitekkel dolgoznak, amelyek egyszerre vehetnek fel nulla és egyes értéket a szuperpozíció állapotában. Egy kvantumszámítógép az úgynevezett kvantumösszefonódás révén több qubitet képes egyszerre feldolgozni, így adva meg egy időben az összes megoldást egy problémára; míg egy qubit az információ két állapotának tárolását teszi lehetővé egy időben, két qubit már négyet, három qubit pedig nyolcat és így tovább.

A kvantumszámítástechnikai iparáginden előrelépés ellenére azonban még mindig gyerekcipőben jár. Extrém hideg szükséges például ahhoz, hogy a kvantumfizikai folyamatok ne szakadjanak meg, az információ kiolvasása a qubitekből pedig azzal jár, hogy a qubit állapotok nullákból és egyesekből álló sorozatba omlanak össze. Az IBM szerint az áttörés akkor jöhet, amikor a gépek képesek lesznek egyszerre ezer qubittel dolgozni – a cég fejlesztései jelenleg az 50 qubites prototípusnál tartanak.

A Fujitsu magyar származású technológiai igazgatójával, Dr. Joseph Regerrel 2016-ban készítettünk interjút, amelyben a  kvantum számítástechnika jelentőségét is érintettük. Ebből kiderült, hogy ma még nem látszik a kvantum alaprendszerű számítógépek jövője, de annyi biztos, hogy összehasonlíthatatlanul gyorsabb a feldolgozási képességük a ma ismert számítástechnika nagyobbik részét teljesen megújítja majd, az egyidejű feldolgozás feleslegessé teszi az algoritmus-világ most még jellemzően iteratív folyamatait.

A helyzet pontos értékelését nehezíti, hogy a kvantum számítástechnikában nem igazán publikusak az élvonalbeli fejlesztések, már csak azért sem, mert ezekkel a mai formában végzett informatikai titkosítás egyből repülhetne a kukába. Másrészt a kvantummechanika annyira bonyolult területe a fizikának, hogy Reger szerint még a nem arra specializált fizikusok sem tudnak róla érdemben beszélgetni egymással – ebben a tekintetben a kvantum számítástechnika különbözik az olyan kurrens témáktól, mint amilyen mondjuk a gépi intelligencia, amelynek széles körű etikai és társadalmi vonatkozásai is vannak.