IT-tööstus peab kvantarvuteid järgmise sammuna digitaalse infotöötluse tehnoloogiate arengus. Selle tehnoloogia tulevik lubab tööriista, mis suudab tänapäeval ületada ükskõik millise tänapäevase arvutisüsteemi, võimaldades sellel töödelda palju kiiremini ja samal ajal palju rohkem teavet kui ükski, isegi kõige võimsam superarvuti.
Praegu on aga suurem osa selliste arengutega seotud teadusringkondadest keskendunud lõpptulemusele, mida kvantsüsteem meile pakkuda saab. Mõistame, et kvantarvutid on teabe töötlemisel väga tõhusad, kuid millist tüüpi andmetega see süsteem efektiivne on? Ja huvitaval kombel tekitab selline ebakindlus huvitavaid küsimusi sellise instrumendi potentsiaali kohta.
Eelmisel kuul kogunesid kvanttehnoloogia arendamise ja uurimistöö valdkonna säravaimad meeled järgmisel rahvusvahelisel kvanttehnoloogia konverentsil, mis toimus Moskvas. Futurism sai ka näitust külastada ja mõne teadlasega rääkida, kuidas nende töö lähendab meid tõelistele kvantarvutitele ja millist mõju avaldavad sellised arengud ühiskonnale.
Arutelu ühe huvitavama küsimuse tõstatas Venemaa Kvantkeskuse kvantoptika teadusliku rühma juhataja ja Calgary ülikooli (Kanada) füüsikaprofessor Aleksander Lvovskiy. Allika sõnul ütles Lvovsky õhtusöögi ajal peetud vestluses, et kvantarvutid on pigem hävitamise kui loomise vahend.
Mis siis kvantarvutitel viga on, et väga silmapaistev teadlane selliseid väiteid esitab? Üldiselt taandub see kõik ühele asjale, mis, muide, on üks potentsiaalseid eeliseid, mida kvanttehnoloogia võib meile pakkuda - revolutsioon tänapäevases krüptograafias.
Suure võimuga kaasneb suur vastutus
Tänapäeval krüpteeritakse kogu Interneti kaudu saadetud tundlik teave edastamisega seotud eraõiguslike osapoolte kaitseks. Sellegipoolest nõrgeneb häkkerite olemasolu korral isegi kõige keerukam krüptimine varem või hiljem ja me oleme juba mitu korda olnud selliste näidete tunnistajateks. Lvovsky sõnul muutub tänu kvantarvutusele selle häkkimise protsess ainult veelgi lihtsamaks ja muutub palju kiiremaks.
Reklaamvideo:
Teadlane märgib, et ükski tänapäeval eksisteeriv krüptimismeetod ei suuda kvantarvuti arvutusvõimsusele vastu seista. Haiguskaardid, finantsteave, riigi ja sõjaväeorganisatsioonide kõik saladused asuvad siis sõna otseses mõttes hõbedasetel vaagnatel kellegi ees. Teisisõnu, tehnoloogia võib potentsiaalselt ohustada kogu maailma. Ja mis on huvitav, on teised eksperdid Lvovsky arvamusega nõus.
“Mingil määral on tal õigus. Kui proovite eksitada tänapäeva "kvantarvuteid" päris arvutitega, siis ei saavuta te tegelikult palju. See võib aga väga kiiresti muutuda,”kommenteeris Müncheni ülikooli füüsikaprofessor Venjamin Rosenfeld intervjuus ajalehele Futurism.
Selle lõplikuks mõistmiseks tuleks märkida, et siiani on loodud ainult kaks kvantalgoritmi. Üks võimaldab kvantarvutil otsida andmebaasist, teine võimaldab Shori algoritmi, lagundab numbrid algteguriteks ja kvantarvuti saab neid krüptimise purustamiseks kasutada.
Tähelepanuväärne on see, et konverentsi ajal teatas Vene kvantkeskuse kaasasutaja Mihhail Lukin, Harvardi ülikooli kvantoptika laboratooriumi uurimisrühma juht, et on loonud ja edukalt katsetanud 51-bitise kvantarvuti ning kavatseb seda edaspidi kasutada Shori algoritmi käitamiseks.
Vene kvantkeskuse rahvusvahelise nõuandekogu liige ja Purdue ülikooli elektri- ja arvutitehnika professor Vladimir Šalaev suhtub sellesse teemasse peenemalt, öeldes, et kvantarvutamine ei ole hävitamise ega loomise vahend. See kõik on koos.
“Ma ei oleks temaga nõus. Ma arvan, et ma ütleksin, et iga uus teaduslik või tehnoloogiline läbimurre võib põhjustada nii häid kui ka halbu tagajärgi."
Šalajev tõi näitena lasertehnoloogia.
“Laserid on meie elu muutnud. Meie suhtlusmeetodid on tunginud meditsiini ja neid kasutatakse masinaehituses. Kuid neid kasutatakse ka rakettide suunamiseks hoonete, varustuse ja inimeste hävitamiseks. Kuid mulle tundub, et see on elu. Miski ei sünni eranditult heade kavatsustega, alati varitseb kuskil midagi halba. Ma ei arva, et kvanttehnoloogiad on hävitavad tehnoloogiad. Need võivad olla ka konstruktiivsed."
Šalajevi sõnades on tõde. Samad tuumatehnoloogiad töötati algselt välja hävitavatena. Kuid pärast sõda õppisid inimesed õppima rahulikku aatomit ja hakkasid seda kasutama paljudes valdkondades, sealhulgas energeetikas, meditsiinis, põllumajanduses ja paljudes teistes. Muidugi pole kvantarvutitel füüsiliselt hävitavaid tagajärgi, nagu samal tuumapommil, kuid nende krüpteerimispotentsiaal on otsene digitaalne ekvivalent, mistõttu on vaja seda küsimust uurida isegi sellises väga ilmses varases staadiumis.
Mida head sellest saab?
Kui kvantarvutitel on selline ohtlik potentsiaal, siis miks jahivad kõik neid? Nagu Lukin osutab, ulatub kvanttehnoloogia potentsiaal krüptimise purunemisest kaugemale. Võimalused võivad olla tõeliselt muljetavaldavad ja hämmastavad.
Näiteks on Lukini sõnul kvantandurite tehnoloogiate arendamisel tohutu potentsiaal.
„Meil on võimalus muuta meditsiinilise diagnostika valdkonda, kus mõned ülesanded, mis nõuavad tohutute laborite kasutamist, viiakse läbi iPhone'i suuruste seadmete abil. Kujutage vaid ette, millist kasu see arengumaadele, nagu Aafrika, toob. See suurendab märkimisväärselt tõhusust, kiirust ja samal ajal diagnoosimise lihtsust ja vajalike ravimeetodite valimist. Olen kindel, et selle tehnoloogia mõju ühiskonnale on tohutu,”selgitas Lukin.
Lisaks võiks kvantarvutite arvutusvõime võimaldada tehisintellekti (AI) uurijatel teha uusi hüppeid. On täiesti võimalik, et see võimaldab seda valdkonda arendada, nii et AI-st saab vastus probleemidele, mida Lvovsky kirjeldab.
Lukin nõustub:
"Olen veendunud, et selleks ajaks, kui kvantarvutid hakkavad krüptimist purustama, suudame luua uusi klassikalise krüpteerimise meetodeid, kvantarvutustest tuletatud uusi skeeme, mis põhinevad kvantkrüptograafial."
Nagu laserite ja tuumarelvade puhul, ei suuda ka kvantarvutite loomisel osalevad teadlased selle tehnoloogia täielikku tulevikku ennustada. On palju valdkondi, kus see tehnoloogia võiks oma rakenduse leida.
Nikolai Khizhnyak
