ΓIA TOYΣ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟΥΣ, η κβαντική υπολογιστική μοιάζει με κάτι βγαλμένο από εργαστήριο θεωρητικής φυσικής, γεμάτο εξισώσεις και δυσνόητες έννοιες. Κι όμως, ενώ οι εφαρμογές της δεν έχουν ακόμη φτάσει στην καθημερινότητά μας, κυβερνήσεις, φαρμακευτικές εταιρείες, τράπεζες και βιομηχανικοί όμιλοι προετοιμάζονται ήδη για την επόμενη ημέρα.
Ο CEO της NVIDIA, Jensen Huang, έχει χαρακτηρίσει την κβαντική υπολογιστική τεχνολογία σε «σημείο καμπής», ενώ ο CEO της IBM, Arvind Krishna, εκτιμά ότι το λεγόμενο «κβαντικό πλεονέκτημα» βρίσκεται ήδη στον ορίζοντα. Βλέπει, μάλιστα, την τεχνητή νοημοσύνη και την κβαντική υπολογιστική ως τεχνολογίες που συγκλίνουν και αλληλοσυμπληρώνονται.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Πληροφορικής του ΑΠΘ, Νικόλαο Κονοφάο, οι κβαντικές τεχνολογίες αποτελούν, μαζί με την τεχνητή νοημοσύνη, ένα από τα δύο σημαντικότερα πεδία τεχνολογικού ανταγωνισμού μεταξύ των υπερδυνάμεων.
Οι συμβατικοί υπολογιστές επεξεργάζονται πληροφορίες μέσω bits, που αντιστοιχούν σε 0 ή 1. Οι κβαντικοί χρησιμοποιούν qubits, τα οποία αξιοποιούν τα φαινόμενα των ατομικών σωματιδίων όπως η υπέρθεση και η διεμπλοκή, επιτρέποντας διαφορετικούς τρόπους επεξεργασίας πληροφοριών.
Πρόκειται για μια τελείως διαφορετική υπολογιστική αρχιτεκτονική, που θα μπορούσε να αντιμετωπίσει συγκεκριμένα προβλήματα τα οποία παραμένουν εξαιρετικά δύσκολα για τα σημερινά «συμβατικά» υπολογιστικά συστήματα.
Όπως σημειώνει ο κ. Κονοφάος, ‘’οι επιδόσεις τους θα μπορούσαν να κάνουν ακόμη και τους σημερινούς υπερυπολογιστές (όπως ο ελληνικός «Δαίδαλος» που εγκαινιάστηκε πρόσφατα), να μοιάζουν με πράξεις σε…σχολικό αριθμητήρι’’.
Μία από τις σημαντικότερες πιθανές εφαρμογές αφορά τη φαρμακευτική έρευνα. Η ακριβέστερη προσομοίωση μορίων και χημικών αντιδράσεων θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανακάλυψη νέων φαρμάκων και στην ανάπτυξη αποτελεσματικότερων θεραπειών, περιορίζοντας ενδεχομένως τον χρόνο και το κόστος της έρευνας.
Στον ενεργειακό τομέα, η κβαντική υπολογιστική εκτιμάται ότι συμβάλει στον σχεδιασμό αποδοτικότερων μπαταριών και νέων υλικών. Στα χρηματοοικονομικά, εξετάζονται εφαρμογές στην ανάλυση κινδύνου και στη βελτιστοποίηση σύνθετων διαδικασιών, ενώ στις αερομεταφορές και στην εφοδιαστική αλυσίδα το ενδιαφέρον στρέφεται στην αποτελεσματικότερη διαχείριση πολύπλοκων δικτύων.
Παράλληλα, ερευνητές εξετάζουν τις πιθανές συνέπειες για την τεχνητή νοημοσύνη και τις μετεωρολογικές προβλέψεις. Οι εφαρμογές αυτές, ωστόσο, παραμένουν σε διαφορετικά στάδια έρευνας και δεν αποτελούν ακόμη δεδομένα εμπορικά οφέλη.
Παρότι η τεχνολογία δεν έχει ωριμάσει πλήρως, επιχειρήσεις και οργανισμοί επενδύουν ήδη στην ανάπτυξη τεχνογνωσίας και στην εκπαίδευση προσωπικού, μέσα από προγράμματα «κβαντικής ετοιμότητας» (quantum readiness).
Η Airbus συνεργάζεται από το 2022 με την εταιρεία IonQ, εξερευνώντας πιθανές εφαρμογές στον σχεδιασμό και τη λειτουργία αεροσκαφών. Παράλληλα, ο ΟΟΣΑ έχει δημοσιεύσει οδηγίες για την προετοιμασία επιχειρήσεων και οργανισμών απέναντι στις εξελίξεις της κβαντικής υπολογιστικής. Boeing, Rolls-Royce, Toyota, Goldman-Sachs, BMW, Pfizer, AstraZeneca και Hitachi είναι μερικές από τις εταιρείες που αναφέρονται να έχουν επενδύσει ήδη σε προγράμματα κβαντικής ετοιμότητας.
Μία από τις πιο άμεσες προκλήσεις αφορά την κυβερνοασφάλεια. Ένας αρκετά ισχυρός κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε μελλοντικά να απειλήσει ορισμένες από τις μεθόδους κρυπτογράφησης που προστατεύουν τραπεζικές συναλλαγές, κρατικές υποδομές και ευαίσθητα δεδομένα.
Γι’ αυτό αναπτύσσεται η μετακβαντική κρυπτογραφία (post-quantum cryptography), με στόχο τη δημιουργία συστημάτων που θα αντέχουν σε τέτοιου είδους επιθέσεις. Η ανησυχία ενισχύεται από το σενάριο «harvest now, decrypt later»: δεδομένα που υποκλέπτονται σήμερα ενδέχεται να αποκρυπτογραφηθούν στο μέλλον, όταν η τεχνολογία το επιτρέψει.
Στην προσπάθεια ανάπτυξης λύσεων για την κβαντική εποχή συμμετέχει με σημαντική έρευνα και η πρωτοπόρος ελληνική start-up Quantum Neural Technologies (QNT) Α.Ε, με έδρα την Αθήνα.
«Ο μεγαλύτερος αντίκτυπος της κβαντικής υπολογιστικής δεν θα είναι απαραίτητα ορατός στον καθημερινό χρήστη με τη μορφή μιας νέας συσκευής. Θα είναι κυρίως ορατός μέσα από τις επιστημονικές ανακαλύψεις και τις τεχνολογικές εξελίξεις που ενδέχεται να καταστήσει δυνατές», αναφέρει ο Δρ. Άγγελος Τσίκας, συνιδρυτής και επιστημονικός διευθυντής της εταιρείας.
Η QNT έχει ωριμάσει τεχνολογία πιστοποιημένης κβαντικής τυχαιότητας («quantum randomness») για για τη δημιουργία κρυπτογραφικών κλειδιών και ασφαλών υποδομών. Η παραγωγή πραγματικά απρόβλεπτων αριθμών αποτελεί καθοριστικό στοιχείο της κρυπτογραφίας και αποκτά ιδιαίτερη σημασία καθώς τράπεζες, κράτη, κυβερνητικοί και αμυντικοί οργανισμοί προετοιμάζονται για τις μελλοντικές απειλές.
Η τεχνολογία παραμένει σε πρώιμο στάδιο. Βασικό εμπόδιο είναι η διόρθωση των σφαλμάτων που προκαλούνται από αλληλεπιδράσεις των qubits με το περιβάλλον και μεταξύ τους. Όσο αυξάνεται η πολυπλοκότητα των συστημάτων, τόσο δυσκολότερη γίνεται η αξιόπιστη εκτέλεση υπολογισμών.
«Σήμερα έχουμε πολλά υβριδικά συστήματα σε λειτουργία, δηλαδή μηχανήματα που συνδυάζουν την λειτουργία ενός συμβατικού και ενός κβαντικού υπολογιστή, λειτουργώντας συμπληρωματικά το ένα στο άλλο. Τα υβριδικά συστήματα αναμένονται να κυριαρχήσουν και να επεκταθούν στο άμεσο μέλλον καθώς κάτι τέτοιο έχει και οικονομικό όφελος για τις εταιρείες κατασκευής hardware», καταλήγει ο καθηγητής.
Η επόμενη δεκαετία εκτιμάται ότι θα φέρει σημαντική πρόοδο στην κβαντική υπολογιστική. Ίσως να μη δούμε ποτέ έναν κβαντικό υπολογιστή σε κάθε σπίτι. Μπορεί, όμως, να επωφεληθούμε από νέες θεραπείες, πιο ακριβείς διαγνώσεις, αποδοτικότερα ενεργειακά συστήματα και ασφαλέστερες επικοινωνίες.
Και αν κρίνουμε από τις επενδύσεις που γίνονται γύρω από αυτή, η προετοιμασία έχει ήδη ξεκινήσει.
What’s Next: Kλείστε την early bird θέση σου στο επόμενο μεγάλο event του WIRED Greece.
Ακολουθήστε μας στο κανάλι μας στο You Tube για να μη χάνετε κανένα vidcast.
Κάντε ετήσια συνδρομή στο WIRED Greece ώστε να μη χάνετε κανένα τεύχος.
Με την εγγραφή σας, συμφωνείτε με τους Όρους Χρήσης μας (συμπεριλαμβανομένης της παραίτησης από ομαδικές αγωγές και των διατάξεων διαιτησίας) και αναγνωρίζετε την Πολιτική Απορρήτου μας.
