Egyszerre két helyen - A kvantumszámítógép különös világa

Elképzelhető, hogy első olvasatra a laikusok többsége számára nem árul el túl sokat az idei fizikai Nobel-díjak indoklása. Az amerikai Roy J. Glauber például "az optikai koherenciával kapcsolatos kvantumelmélet továbbfejlesztéséért, a fényrészecskék viselkedésének elméleti leírásáért" kapta a magas rangú elismerést. Ám ha hozzátesszük, hogy ezek az elméleti eredmények egy, a mostaniaknál nagyságrendekkel nagyobb potenciájú számítógép, a kvantumszámítógép megalkotását segítik elő, a tudományos teljesítmény azonnal érdekessé válik.

A kezdeti kísérletek leginkább arra jók, hogy demonstrálják: lehetséges a kvantumszámítógépet működésre bírni. Az atomok világa szerencsére számtalan lehetőséget ad qubitek generálására. A kutatók egyebek mellett rájöttek, hogy rézfelületen három szénmonoxid-molekula ék alakban történő elrendezésekor a középső molekula elmozdításával megváltozik a molekulák stabilitása. A molekulák a felületen metastabil állapotban vannak elrendezve - amit az alacsonyabb energia felé könnyen el lehet mozdítani. Minden elmozdulás egy bit információ: az elmozdultak logikai 1-et, a mozdulatlanok logikai 0-t jelentenek. Innen már egyenes út vezet bármilyen számítási művelethez. Ilyen elven működő kvantumszámítógéppel már tipikus matematikai problémát is sikerült megoldani: többek között sikerült ismétlődő szakaszokat találni egy függvényben. A hagyományos számítógépeknek ehhez ciklusokra van szükségük, míg a kvantumgép egy lépésben megoldotta a feladatot. A szuperpozíciós lehetőségnek köszönhetően ugyanis a kvantumszámítógép nem egymás után adja össze a számokat, hanem egyszerre. Sok ezer egybekapcsolt és qubitbe rendezett részecske sok milliárd műveletet tud egyszerre elvégezni. Ezáltal fantasztikus lehetőségek nyílnak meg bizonyos számításoknál, például komplex algoritmusok vagy a köztudottan óriási számítási igényű keresési műveletek terén.

A hagyományos chipek még évtizedekig megmaradnak

Mások ennél optimistábbak, hiszen ki gondolta volna akár csak húsz évvel ezelőtt is, hogy egy mai középiskolai diák notebookjában akkora számítási kapacitás fog rejtőzni, mint amekkorával néhány évtizede a világ leggyorsabb számítóközpontjai rendelkeztek. Arról nem is beszélve, hogy a ma még szinte felfoghatatlan nagyságrendű számítási teljesítmény lehetősége - különösen az óriási kódfeltörő, kriptográfiai lehetőségek miatt - meglehetősen érdekli az USA Védelmi Minisztériumát és nemzetbiztonsági adminisztrációját. Az IBM vezetésével folyó kutatásokat nem kis részben ők finanszírozzák. Márpedig a tapasztalatok azt mutatják, hogy ahol ennyire erős a politikai akarat egy technológia kifejlesztésére, ott nem sok akadály képes meghiúsítani a fejlesztéseket.