Kvantedatamaskiner blir av IT-bransjen betraktet som det neste trinnet i utviklingen av digital informasjonsprosesseringsteknologi. Fremtiden til denne teknologien lover et verktøy som kan overgå alle moderne datasystemer i dag, slik at den kan behandle mye raskere og samtidig mye mer informasjon enn noen, til og med den kraftigste superdatamaskinen.
For øyeblikket er imidlertid det meste av det vitenskapelige samfunnet som er involvert i en slik utvikling fokusert på sluttresultatet som et kvantesystem kan gi oss. Vi forstår at kvantemaskiner vil være veldig effektive til å behandle informasjon, men med hvilken type data vil dette systemet være effektivt? Og interessant nok reiser slik usikkerhet noen interessante spørsmål om selve potensialet til et slikt instrument.
Forrige måned samlet de lyseste sinnene innen utvikling av forskning og kvanteteknologi seg på den neste internasjonale konferansen om Quantum Technologies, som ble holdt i Moskva. Futurisme var også i stand til å besøke utstillingen og snakke med noen forskere om hvordan deres arbeid bringer oss nærmere reelle kvantedatamaskiner og hvilken innvirkning en slik utvikling vil ha på samfunnet.
Et av de mest interessante spørsmålene i diskusjonen ble reist av Alexander Lvovskiy, leder for den vitenskapelige gruppen av kvanteoptikk ved Russian Quantum Center og professor i fysikk ved University of Calgary (Canada). Ifølge kilden sa Lvovsky i en samtale over middagen at kvantecomputere er mer et ødeleggelsesverktøy enn å skape.
Så hva er galt med kvantecomputere som en veldig fremstående vitenskapsmann fremsetter slike påstander? Generelt kommer alt ned til en enkelt ting, som for øvrig er en av de potensielle fordelene som kvanteteknologi kan gi oss - en revolusjon innen moderne kryptografi.
Med stor makt kommer stort ansvar
I dag er all sensitiv informasjon som sendes over Internett kryptert for å beskytte de private parter som er involvert i overføringen. Likevel, i en verden der hackere eksisterer, svekkes selv den mest komplekse krypteringen før eller siden, og vi har allerede vært vitne til slike eksempler mer enn en gang. I følge Lvovsky vil prosessen med denne hacking takket være kvanteberegning bare bli enda mer forenklet og vil bli mye raskere.
Salgsfremmende video:
Forskeren bemerker at ingen krypteringsmetode som eksisterer i dag kan motstå datakraften til en kvantecomputer. Medisinske poster, finansiell informasjon, all hemmelighet fra staten og militære organisasjoner vil da bokstavelig talt ligge på et sølvfat foran noen. Med andre ord, teknologi har potensial til å utgjøre en trussel for hele verden. Og hva som er interessant, er andre eksperter enige i Lvovskys mening.
“Til en viss grad har han rett. Hvis du prøver å ta feil av dagens "kvantecomputere" for ekte datamaskiner, vil du virkelig ikke oppnå mye. Dette kan imidlertid endre seg ganske snart,”kommenterte Venjamin Rosenfeld, professor i fysikk ved Universitetet i München, i et intervju med Futurism.
For endelig å forstå det, må det påpekes at det kun er laget to kvantealgoritmer så langt. Den ene lar en kvantecomputer søke i en database, den andre tillater Shors algoritme, dekomponerer tall til primfaktorer, og kan brukes av en kvantecomputer til å bryte kryptering.
Det er bemerkelsesverdig at under konferansen kunngjorde medgründer av det russiske Quantum Center Mikhail Lukin, leder for forskningsgruppen ved Laboratory of Quantum Optics ved Harvard University, at han hadde opprettet og vellykket testet en kvantecomputer med 51 kvbit og skulle bruke den til å kjøre Shors algoritme i fremtiden.
Vladimir Shalaev, medlem av det internasjonale rådgivende styret for det russiske Quantum Center og professor i elektroteknikk og datateknikk ved Purdue University, tar en mer subtil tilnærming til dette problemet og sier at kvanteberegning ikke er et verktøy for ødeleggelse eller skapelse. Det hele er sammen.
”Jeg vil ikke være enig med ham. Jeg tror jeg vil si at ethvert nytt vitenskapelig eller teknologisk gjennombrudd kan føre til både gode og dårlige konsekvenser."
Shalaev siterte laserteknologi som et eksempel.
”Lasere har forandret livene våre. Metodene for vår kommunikasjon har trengt gjennom medisinen og brukes i maskinteknikk. Men de brukes også til å lede missiler for å ødelegge bygninger, utstyr og mennesker. Men det ser ut til at dette er livet. Ingenting blir født utelukkende med gode intensjoner, det er alltid noe dårlig som lurer et sted. Jeg tror ikke kvanteteknologier er ødeleggende teknologier. De kan også være konstruktive."
Det er en viss sannhet i Shalaevs ord. De samme kjernefysiske teknologiene ble opprinnelig utviklet som ødeleggende. Men etter krigen mestret folk det fredelige atomet og begynte å bruke det på mange områder, inkludert energi, medisin, jordbruk og mange andre. Kvantecomputere har selvfølgelig usannsynlig fysisk ødeleggende effekter, som den samme atombomben, men potensialet for kryptering er en direkte digital ekvivalent, som tvinger oss til å håndtere dette problemet selv på et så veldig opplagt tidlig stadium.
Hva skal det komme av det?
Hvis kvantecomputere har et så farlig potensiale, hvorfor jager alle dem? Som Lukin påpeker, strekker potensialet for kvanteteknologi seg langt utover å bryte kryptering. Mulighetene kan være virkelig imponerende og fantastiske.
Ifølge Lukin er det for eksempel et stort potensial i utviklingen av kvantesensorteknologier.
Vi vil ha muligheten til å transformere feltet medisinsk diagnostikk, der noen oppgaver som krever bruk av enorme laboratorier, vil bli utført ved bruk av enheter på størrelse med en iPhone. Bare tenk hvilken nytte dette vil gi de utviklende delene av verden, som Afrika. Dette vil øke effektiviteten, hastigheten og samtidig enkel diagnosen og valg av nødvendige behandlingsmetoder betydelig. Jeg er sikker på at innvirkningen på samfunnet fra denne teknologien vil være enorm,”forklarte Lukin.
I tillegg kan beregningsmakt for kvantecomputere gjøre det mulig for kunstig intelligens (AI) forskere å ta nye sprang fremover. Det er ganske mulig at dette vil tillate utvikling av dette området slik at AI blir en del av svaret på problemene som Lvovsky beskriver.
Lukin er enig:
"Jeg er overbevist om at når kvantedatamaskiner begynner å bryte kryptering, vil vi være i stand til å lage nye metoder for klassisk kryptering, nye ordninger hentet fra kvanteberegning, basert på kvantekryptografi."
I likhet med lasere og atomvåpen kan ikke forskere som er involvert i etableringen av kvantemaskiner forutsi denne teknologiens fulle fremtid. Det er mange områder der denne teknologien kan finne bruken.
Nikolay Khizhnyak
