A kvantumszámítógépek bármilyen kódot feltörnek majd

(Frissítés: Cikkünk megjelenése után több jelzést is kaptunk arról, hogy Michio Kaku kvantumszámítógépekkel kapcsolatos nézeteit komoly szakmai kritikák érik, a terület elismert kutatói vitatják az alábbi interjúnkban is elhangzó több állítását. Itt olvasható például egy szakértői kritika a témában írott könyvéről.)

Nemrég jelent meg könyve a kvantumszámítógépekről, de egyébként elméleti fizikával foglalkozik, ön az egyik megalkotója a húrtérelméletnek. Nem biztos hogy minden olvasónk teljesen képben van, el tudná mondani röviden, mi is az a húrelmélet?

Igen, a húrelmélet területén dolgozom, amiről úgy gondoljuk, hogy ez a legvégső elmélet, a magyarázat mindenre, egy olyan elmélet, ami megmagyarázza az összes szubatomi részecskét az univerzumban. A probléma az, hogy bár nagyon sikeres abban, hogy megjósolja, hogyan viselkedik egy olyan univerzum, mint a miénk, több más univerzum létezését is feltételezi, amelyek viszont nem léteznek. Gyakorlatilag több univerzum, multiverzum létezésére utal. Bizonyos értelemben Hollywood ezt az ötletet kapta fel, filmek játszódnak a multiverzumban, szuperhősökkel és szupergonoszokkal.

A fizikában a húrelméletnek több megoldása van. A kérdés csak az, hogy melyik a mi univerzumunk. Az nem kérdés, hogy egyike a soknak, de képesek vagyunk leírni más univerzumokat is? Ezért is lehet szükségünk egy olyan erős számítógépre, ami képes lesz megoldani a húrelméletet. Jelenleg nincs ilyenünk. Reméljük, hogy a kvantumszámítógépek betekintést engednek abba, hogy melyik a mi univerzumunk a húrelmélet által megjósolt különféle univerzumok között.

Segíthet ebben a mesterséges intelligencia? Vagy a jövőben a kvantumszámítógépek és a mesterséges intelligencia kombinációja, ha egyáltalán lehetséges ilyesmi?

A különbség a mesterséges intelligencia és a kvantumszámítógépek között az, hogy bár összefügghetnek egymással, az MI szoftverrel dolgozik. Egy kódról beszélünk, ami lehetővé teszi ezeknek a számítógépeknek, hogy például esszéket írjanak. A kvantumszámítógép viszont egy hardver. Valódi áramkörökkel, valódi elektronikával való számításokról beszélünk. A kettő kiegészíti egymást. Elméletben az MI megtalálhatná a válaszokat, de nagy nyers számítási erőre van szükség ahhoz, hogy a húrelmélet problémáinak nagy részét megoldjuk, és jelenleg a robotok nem rendelkeznek ilyen erővel. Itt jönnek be a kvantumszámítógépek, ezek adják a számítási izomzatot, mert ebben jók. Milliószor, milliárdszor erősebbek, mint egy hagyományos számítógép. De a kvantumszámítógépeknek nincs saját programjuk.

Hogy állnak most a kvantumszámítógépek? Milyen eredményeket sikerült eddig elérnünk?

A kvantumfölény a cél – ez azt jelenti, hogy a kvantumszámítógép egy adott feladatban meg tudja verni a hagyományos számítógépeket. Ezt már sikerült megugrani. Tudjuk, hogy a kvantumszámítógépek milliárdszor gyorsabban tudnak megoldani egyes problémákat, mint a tradicionális számítógépek. Egyelőre viszont nem sikerült olyan kvantumszámítógépet csinálni, ami minden probléma megoldásában jobb, mint a hagyományos változat.

Mi hiányzik még ehhez?

Először is le kell hűtenünk a kvantumszámítógépeket közel abszolút nulla hőmérsékletre, mert a legkisebb mozgás, a legkisebb zaj is megzavarhatja az egész folyamatot. Nem tranzisztorokon dolgozunk, hanem elektronokon. Ezért ilyen erősek ezek a gépek. Az ára ennek viszont az, hogy sokkal érzékenyebbek is – ez az egyik probléma, amivel meg kell küzdenünk. Aztán meg kell győződnünk arról, hogy vannak fékek és ellensúlyok a rendszerben, különben tévedhetnek a gépek, hiszen elektronokon, és nem atomokon dolgozunk. Ezért hibabiztos ismétléseket akarunk elérni, át akarjuk nézni ezeket a számításokat másodszor, harmadszor, negyedszer, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a megfelelő választ kapjuk, nem pedig csak egyszerűen kiválasztjuk az elsőt.

Sok párhuzamot látok a fúziós energia és a kvantumszámítógépek között. Mindkettőre rengeteg pénzt költünk, sokáig még az sem volt biztos, hogy működnek, és még mindig sokan megkérdőjelezik, hogy érdemes-e ennyit foglalkozni velük. Ön mit gondol?

Sokáig visszatérő vicc volt, hogy húsz évente a fizikusok elmondják, hogy már csak húsz évre vagyunk a fúziós energiától. Ez az időszak már a múlté. Minden megváltozott. Tavaly elértük a nullszaldót. Tudunk fúziós energiát csinálni, legalábbis kísérleti szinten már biztosan. Ez megváltoztatta a játékszabályokat. Ugyanez vonatkozik a kvantumszámítógépekre is: már léteznek. Korábban lehetett azt mondani, hogy túl bonyolultak, soha nem fogjuk őket használni, de most már nem. Vannak olyan gépeink, amik több száz qubittal működnek – a qubit a teljesítmény mértéke ebben az esetben. Most már csak a generalizált kvantumfölényt kell elérnünk, itt még nem tartunk. Úgy gondolom, hogy öt-tíz éven belül ez is meglesz. Ez az oka annak, hogy a CIA és egyes kormányok nagyon óvatosan közelítik meg a témát, mert tudják, hogy ha túl sokáig várnak, lemaradnak.

Mik lehetnek a veszélyei ezeknek a gépeknek?

A veszélyek leginkább kémkedéssel, bűnözőkkel, csalókkal kapcsolatosak. A kvantumszámítógépeket használhatjuk arra, hogy bármilyen digitális kódot feltörjünk. Amikor hagyományos számítógépet használunk, beírunk egy jelszót, többrétegű rendszer ellenőrzi, hogy valóban én vagyok-e, aki be szeretne lépni valahová, mindez az interneten zajlik. A kvantumszámítógépek mindezt megkerülhetik. A bankok, a nagy cégek rendszereinek feltöréséhez szükség van egy kódra, hogy az feltörje a titkos jelszót. A kvantumszámítógép olyan erős, hogy ki tudja számítani, mi ez a titkos jelszó, anélkül, hogy másik kódot kellene létrehoznia. Ezért tud bármilyen digitális kódot feltörni. A CIA, az FBI, minden hírszerző ügynökség tudatában van ennek. Ezért hibatűrőnek kell lennünk, ezen is dolgozunk. Sok kutató ma nem is a kvantumszámítógép megalkotásán, hanem azon dolgozik, hogy ellenőrizze ezeket a gépeket.

Én úgy gondolom, hogy legalább két internetet használunk majd a jövőben, az egyik az átlagemberé, a másik pedig olyan erős lesz, hogy még egy kvantumszámítógép sem tudja feltörni. Kvantumelméletet fogunk használni, hogy megsemmisítsük a kvantumelméletet. Csak a kvantumkriptográfia fogja tudni kizárni, vagy épp feltörni a kvantumszámítógépeket. Egy digitális számítógép nem tudja majd feltörni a kvantumszámítógépet, de egy kvantumszámítógép be tud jutni egy digitális számítógépbe. A CIA nagyon is aggódik e probléma miatt.

Hogy látja, változik a hozzáállás állami, hírszerzői szinten a kvantumszámítógépek iránt pontosan az előbb említett biztonsági kockázatok miatt? Mennyire veszik komolyan a technológiát?

Igen, egyre több figyelmet kap a téma, de leginkább nem ezért. A legtöbb energia a felhasználási módszerekbe áramlik, ami fantasztikus lehetőségeket rejt. Viszont valóban óvatosnak kell lennünk, mert egy ponton a bűnözők is hozzáférhetnek a technológiához, megalkothatják a saját verziójukat, és feltörhetnek vele bármilyen kódot.

Akkor beszéljünk egy kicsit arról is, hogy milyen jó célra tudjuk használni majd ezeket a gépeket! Milyen területeken jelenthetnek majd segítséget?

A tudomány minden ágát érinthetik: az orvostudományt, a meteorológiát, az energetikát, sorolhatnám még. A társadalom minden aspektusa megváltoztatható a kvantumszámítógépek bevezetésével. Az orvostudományban például a gyógyszerkutatásokat segíthetik. Jelenleg egy gyógyszer esetében több ezer változatot kell megalkotni, hogy ki lehessen választani, melyik működik a legjobban. A kvantumszámítógép képes lehet egy molekula viselkedését modellezni. Egy digitális számítógép erre nem képes, mert nullákkal és egyesekkel működik. Az anyatermészet viszont nem, ő elektronokon végzi a számításokat, az elektronok pedig nemcsak két irányba, tehát nullára és egyesre állítódnak, nem a fent és lent a két irányuk, hanem gyakorlatilag bármilyen irányba képesek fordulni.

A kémiából virtuális kémia lehet, a biológiából virtuális biológia. Reméljük, hogy ezek a számítógépek úgy fogják tudni modellezni ezeket a folyamatokat, ahogyan az anyatermészet teszi. Persze ez nem azt jelenti, hogy a jövőben nem lesz szükségünk vegyészekre vagy biológusokra, hanem azt, hogy kvantumvegyészekre lesz szükség, és aki nem használja ezeket a gépeket, az elveszíti a munkáját.

Valahogy úgy, ahogy a mesterséges intelligenciánál is? Egyes munkaköröket kivált, másokat pedig létrehoz?

Minden ilyen változás hoz létre és pusztít el munkahelyeket. Minden faluban voltak kovácsok például, akik lovakat patkoltak. Ma már nincs rájuk szükség, és ezek az emberek más munkát választottak, talán az autóiparban helyezkedtek el. A munkások következő generációjának kell tudnia használni a digitális és a kvantumszámítógépeket is. De persze vannak olyan feladatok még mindig, amiket a digitális számítógépek sem tudnak elvégezni, vécét javítani például képtelenek. A robotok nem tudnak megtervezni egy kertet virágokkal, nem tudnak beütni egy szöget. A nem repetitív munkákat a robotok nem tudják elvégezni, csak azokat, amikhez nem kell képzelőerő és kevés memóriára van szükség.

Beszélgessünk egy kicsit a fenntarthatóságról is! A nagy adatközpontok és maga az internet is nagy károsanyag-kibocsátó, egyre nehezebb fenntarthatóan működtetni. A kvantumszámítógépeknél lesz ilyen probléma?

Egyelőre nem tudjuk a kvantumszámítógépek pontos geometriáját. Ha megnézzük az ábrázolásokat, az újságokban azt látjuk, hogy csillárszerű szerkezetek, de valójában ezek a hűtőcsövek, nem a számítógépek. Maga az eszköz a csillár alján található, tulajdonképpen egy kicsi doboz. Tehát nem tudjuk, hogy milyen a kvantumszámítógép végleges konfigurációja, így azt sem tudjuk, hogy mennyi szennyezéssel jár majd. De azt érdemes megint megjegyezni, hogy az anyatermészet folyamatosan használja a kvantumszámítógépeket. Ha kimegyünk a szabadba, a virágok, a fák, a bogarak – ez mind kvantumszámítás. Az anyatermészet nem digitális. Nem csak nullát és egyest használ, hanem atomokat és molekulákat.

Azt mondta az imént, hogy 5-10 évre saccolja, hogy a kvantumszámítógépek elterjednek. Hogy látja az idővonalat? Ki fogja őket először használni?

Úgy gondolom, hogy a jövőben a kvantumszámítógépek a felhőben lesznek. Egy átlagember nem is fogja látni őket fizikailag, mivel a hűtőcsövek elég nagyok, viszont szükségesek. Ha az interneten csinálunk valamit, a kvantumszámítógépek monitorozni fogják. Az átlagember egyszerűen digitális számítógépet és telefont fog használni, és az interneten keresztül csatlakozik a kvantumszámítógéphez.

Már a kvantumfizikát is elérték az áltudományok, egyre gyakrabban használják változatos sarlatánok a „kvantum” előtagot bármire, amit meg akarnak magyarázni. Sokat tett az ilyesmi terjedéséért Elon Musk is, akiről ön 2019-ben azt tweetelte, hogy egy látnok az űrkutatásban elért eredményei miatt. Az elmúlt néhány év tapasztalata után is ezt mondja?

Hadd mondjak pár dolgot vele kapcsolatban. Először is el kell ismernünk, ha valamit jól csinál. Nem azt, hogy mit mondott, nem a hírnevét, hanem azt, amit csinál. Több területet forradalmasított, és mi ki is használjuk ennek előnyeit, például az űrutazással kapcsolatban. Régebben az űrrakétákat csak egyszer használták, majd az óceánba estek, ez pedig egy nagyon drága eljárás. Képzelje el, mi lenne, ha egy autót csak egyszer használhatna! Ma már többször használjuk a rakétákat is, leginkább Elon Musk miatt. Ez óriási áttörés volt az űrprogramban. A másik az elektromos autók piaca. Az emberek úgy gondolták, hogy soha nem lesznek valóság – túl szofisztikáltak, a piac soha nem nyitna rájuk. Elon Musk ezt is megváltoztatta. Olyan elektromos autókat hozott létre, amelyeket el lehet adni.

Hogy mi a helyzet az áltudományokkal? Kína korábbi vezetője, Teng Hsziao-ping azt mondta, hogy ha kinyitjuk az ablakot, a legyek is bejönnek. Ezek az emberek, akik ilyeneket terjesztenek, legyek. Szólásszabadság van, és ezzel néhányan mindig vissza fognak élni, hogy nonszensz dolgokat hirdessenek. A jövőben azonban úgy gondolom, hogy lesznek digitális tényellenőreink. Ha valaki felháborító kijelentéseket tesz, egyszerűen megkérdezhetjük a számítógépet, hogy mennyi igaz belőle. De jelenleg könnyebb és gyorsabb hazudni, mint ellenőrizni a tényeket. Szerintem ez most egy növekvő probléma, mert az internet tükrözi az emberek viselkedését, és ők pedig hazudni fognak. A probléma nem az internettel van, az csak felnagyítja az emberi viselkedést. Rövid távon el kell tűrnünk azokat az embereket, akik szándékosan hülyeséget terjesztenek az interneten, de ha lesznek ilyen tényellenőrzőink, az egy érettebb internetet hoz majd magával. Egyelőre azonban nem tartunk még ott. Még mindig az internet egy nagyon korai szakaszában járunk.