A titkosszolgálattól a magyar kvantumszámítógépig

Napjaink globális technológiai háborújának egyik fő frontvonalán az USA szándékosan kelt zavart a kvantumszámítógépekkel kapcsolatban, miközben az amerikai multiknál már „ott ketyeg a prototípus a pincében” - a Mandiner magazin interjúja Dr. Vattay Gábor fizikussal, az ELTE TTK dékánhelyettesével.

A Google kutatói a Nature-ben publikálták, hogy kvantumszámítógépük elérte a kvantumfölényt, vagyis egy olyan problémát oldottak meg vele elképesztően gyorsan, ami a hagyományos elven működő szuperszámítógépeknek is több tízezer évbe telt volna. Számítógépük 3 perc és 20 másodperc alatt végzett el annyi műveletet, amennyit a mai legfejlettebb szuperszámítógép tízezer év alatt végezne el. A cég egy matematikai problémának a megoldásában csillagászati sebességnövekedést értek el.

A különbség akkora, mintha egy elektroncsövekből álló 1945-ös Neumann János féle Eniac számítógépet hasonlítanánk össze egy mai mobiltelefonnal.

A Google áttörésével a világ végre komolyabban veheti a kvantumszámítógépes kutatásokat és a közeljövőben prioritást kaphat a kvantuminformatika – emeli ki Vattay Gábor fizikus, az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék vezetője.

Minden titkosítást fel lehet törni, de a titkosítás lényege, hogy nagyon lassan lehessen visszafejteni valamit a számítógépek segítségével. Ha lenne egy számítógép, ami gyorsabban tudna műveleteket elvégezni, akkor nem lenne akadály. A fizikus szerint „egy kvantumszámítógép előtt nincs orvosi, pénzügyi, kormányzati, katonai titok, mert szinte minden ilyen adat jelenlegi titkosítását fel tudja törni. Ezeket az adatokat aztán bármire lehet használni. Ahogy a hidegháborúban az atombomba, a digitális korban a kvantumszámítógép tulajdonosa a végső hatalom birtokosa.” Ha exponenciálisan felgyorsul a megoldás menete, akkor idővel minden titkosítási akadályt le tud bontani.

Digitális atomfegyver

Vattay szerint egy rövid kitérő után mára a világ rájött, hogy minden probléma csak számítási probléma. A világ esszenciája egyedül az, hogy milyen gyorsan tudunk valamit kiszámítani, minek mennyi az információtartalma. „Ez határozza meg az erőnket, hogy mennyi pénzünk, mennyi hatalmunk van.

Ez a végső erő a világban, amire minden más lefordítódik, hogy ki tudja hamarabb kiszámolni a dolgokat.

Aki nagyobb számítási kapacitással rendelkezik, az hamarabb számolja ki, az le tudja győzni a többieket” – mutat rá, hogy egyes döntéshozók a technológia segítségével a jövőt is uralhatják, legalábbis a többiek előtt járhatnak egy lépéssel a döntési lehetőségeik modellezésekor. Ennek a „drámának” technológiai értelemben az első tíz évében tartunk. A kutató felveti, hogy ha egy kvantumszámítógépet összekapcsolunk a mesterséges intelligenciával, akkor az „iszonyú gyorsan tud tanulni kevés példából”.

Az amerikai nemzetbiztonság tiltották le a magyar kutatót

Vattay Gábor 2010-ben találkozott Stuart Kauffman professzorral, a komplex rendszerek kutatásának Budapesten járó úttörőjével, akitől azt hallotta, hogy óriási újdonságok történnek a világban, az egyik korábbi doktorandusza olyan cégnél dolgozik, amely már kvantumszámítógépeket épít Kanadában. „Furcsa volt nekem és kiderült, hogy ez egy teljesen forró téma. Utoljára a kétezres években hallottam utópiaként ezekről a dolgokról és a sajtó sem zengett erről.

2010-ben teljes meglepetésként ért, hogy vannak emberek, akik ezt a kvantumszámítógépet komolyan veszik, mert erről csak a legelszántabb matematikusokat és fizikusokat hallottam korábban beszélni.

Odakint Kauffman összefutott a Lockheed Martin repülőgépeket és hordozórakétákat gyártó cég kutatási igazgatójával, aki ettől az említett kanadai cégtől éppen akkoriban vette meg a kvantumszámítógép első prototípusát. Sikerült őt rábeszélni, hogy adjon nekünk pénzt arra, hogy kimehessek az USA-ba és ilyen kutatásokat végezhessek egy évig” – meséli, hogyan került a forradalmi technológia közelébe az USA-ban.

A kutatás meglepetésre hamar félbeszakadt: „ahogy kikerültem és elkezdtem Amerikában a kvantumszámítógéppel kapcsolatos technológiákon dolgozni, figyelmeztették a Lockheed Martint, hogy nem vonhat be külföldieket ezekbe a kutatásaiba. Kiderült, hogy ezek nemzetbiztonsági felügyelet alatt állnak. Így én nem is dolgozhattam a kvantumszámítógépükön, pedig szerették volna. Utána derengett fel, hogy milyen technológiát is láttam az USA-ban és miért nem dolgozhattam én ezen.”

A Google kvantumszámítógépe

Az amerikai hatóságok ma komolyan beleszólnak e technológia fejlesztésébe. Még a kutatók által beadott szabadalom is nemzetbiztonsági vizsgálatra ment először az USA-ban. „Két évvel később publikálták csak egy normális szabadalomhoz képest, mert adminisztratívan késleltetik e területen a szabadalmak megjelenését” – mutat Vattay a szokatlan gyakorlatra, hozzátéve, hogy „vannak területek, szavak vagy fogalmak, amelyek ha megjelennek egy szabadalomban, akkor azonnal kiveszik őket a rendes hivatali útvonalból és nem publikálják őket két extra évig, hogy az USA technológiai előnyre tegyen szert a világban.”

Kommunikációs hadműveletek

Vannak amerikai techvállalatok, akik érdeklődnek a kvantumszámítógép kifejlesztése iránt, ilyen a Google, a Microsoft és az IBM is. Ezek fejleszthetik a saját elképzeléseiket, de közben központilag is koordinálja a kutatásaikat az USA kormánya. „Közvetlenül az NSA, a nemzetbiztonság fogja össze e kutatásokat és vannak kormányzati támogatások és pénzek, amiket ezek az amerikai multik kapnak technológiai fejlesztésre. Ezek nagyon drága dolgok és eleinte nem éri meg polgári módon fejleszteni és befektetők sincsenek még, ezért lép be a kormány. Az állam támogat, cserébe visszakap a techcégektől információkat” – mondja a fizikus.

Mikor felvetjük, hogy a mai információáradatban nehéz lehet titkolni a fejlesztések aktuális állását, Vattay elmondja, hogy az USA-ban is „rájöttek, hogy nem tudják titokban tartani, ezért már rendkívüli zajt és zavart keltenek, téves információkat terjesztenek a médián keresztül. Míg az atombombát elrejtették, építettek egy Los Alamost szögesdróttal és majdnem be voltak oda zárva a kutatók, ma ez nem reális. Sokféle ember dolgozik ezeknél a cégeknél. A sajtóban azt látjuk, hogy a tudósok össze-vissza beszélnek és mindenféle kétségeik vannak. Megtudtam, hogy vannak híres tudósok, akikkel konkrétan megíratnak cikkeket a kvantumszámítógépekkel kapcsolatban. Ha kell egy jó vagy elbizonytalanító hír a kvantumszámítógépekről, akkor azt mondják a tudósoknak, hogy csináljatok hírt. Ezzel szabályozzák, hogy hol pozitív, hol negatív hírek érkezzenek a kutatásokról. Most valamiért éppen az optimizmus ideje jött el!” – vélekedik.

A Google kvantumszámítógépe

Ködbe burkolt nyomok

„Az USA a technológiai központ, technológiai értelemben mindenki más ma is periféria. Amikor a kínai vagy az orosz tudós azt mondja a kormányának, hogy nem szabad lemaradni, akkor azt mondja a kormányuk, hogy hívjunk be néhány neves fizikust, hogy mi a véleményük erről. Behívnak tíz külföldi fizikust. A tíz fizikusból hét pesszimista lesz, három megengedő, közben otthon az USA-ban már ott ketyeg a prototípus a pincében. A tudományos sajtóban megjelent cikkekről is beszélünk. Amik összességében azt sugallják, hogy ez nagyon nehéz és drága dolog, messze áll a megvalósulástól, ezért nem érdemes vele foglalkozni”. Vattay szerint csak az USA-ban tudják, hogy ez nem igaz. A világ felé pedig azt a képet terjesztik el, hogy ez bizonytalan, fejlődő, érdekes, csak alapkutatási téma. „Ködöt vonnak a téma köré.”

Így ha egy országban nincsenek meg azok az innovatív emberek, akik részt vettek a kvantumszámítógépekkel kapcsolatos kutatásokban és nem látták a valóságban, hogy ez létező, azok ezt ma sem hiszik el. „Az EU gazdag tagállamaiban soha nem tudták elérni a kutatók, hogy kormányuk támogasson egy kvantumszámítógép-építő programot. Kizárólag a kvantum internet, a kvantum műszerek és hasonló békés ötletek kaptak eddig Európában támogatást. A politikának a szakértők ambivalens véleményeket mondtak, ezért a politika elbizonytalanodott.”

„Kétségeket teremtenek, hogy ők az USA-ban haladhassanak előre a programjukkal, mert ők tudják, hogy mit értek el eddig és hol tartanak valójában.

Nagyjából öt év lemaradással kerülnek ki az új eredmények az USA-ból a szabad piacra.

Most olyannak értékeli a tudományos közvélemény a kvantumszámítógépek potenciálját, amire az amerikaiak öt évvel ezelőtt tartották képesnek” – mondja de elismeri, hogy ki kell jönniük eredményekkel is, mert az amerikai cégek célja végül a technológiák értékesítése.

Tilos a technológiák exportja

„A többi nagyhatalmat, amely olcsón utol tudná érni az USA-t, eltántorítják ezektől az ötletektől. Furcsa játék történik, ami csak annak a pár embernek esik le, akik véletlenül belesodródtak” – meséli Vattay. Felvetjük, hogy jól illeszedik mindez a 2008 utáni ellenőrzött nyitottság korszakába, mire egyetértőleg hozzáteszi, hogy „a 2008 előtti világban egyre nyitottabb lett minden és egyre kevésbé féltek a cégek, hogy a kutatásfejlesztést széttelepítsék a világban”. Ekkor akár még egy kínai laborban is dolgozhattak az amerikai cég fejlesztésein, de most fordított irányba megyünk. „A múlt ősszel a Trump kormány technológiai exporttilalmakat vezetett be a mesterséges intelligenciára és robotikára, a kvantumtechnológiákra.”

Abban is egyetért, hogy ma a magas hozzáadott értékű és magas béreket fizető termelési folyamatokat minden ország igyekszik otthon tartani vagy hazavinni. „Tíz évvel ezelőttig egy teljesen más világ volt minden tekintetben. A kétezres években Budapestre települt az Ericsson Svédországon kívüli legnagyobb fejlesztő laboratóriuma. Az egyetemen ekkor még azon vitatkoztak az emberek, hogy a mobiltelefont ki kell-e kapcsolni ebéd közben, kell-e egyáltalán mindenkinek mobiltelefon. Mikor átmentem az egyetemtől 300 méterre lévő Ericsson-laboratóriumba, ott a diákjaimmal már azt elemeztük, hogyan kell majd a város különböző pontjain a sávszélességet elhelyezni majd, amikor már mindenkinek Internetre csatlakozó okostelefonja lesz. Ott már készült a következő technológia, az egyetemen pedig még csak a bunkofonról beszélgettek. A kvantumszámítógépeknél most hasonló a helyzet.”

Magunknak kutatunk

Épp ezért kell határozott innovációs politika, hogy egy ország képes legyen felépíteni ezeket a kutatásokat – vetjük fel. „Tíz éve ez elavult gondolkodásnak számított volna, akkor én sem mondtam volna ilyeneket. Azt gondoltuk, hogy a világ mindent együttműködésben valósít meg, jönnek-mennek az emberek, hozzák-viszik a tudást. Most Amerikában elindult a protekcionizmus, aminek következménye, hogy nemzetenként kell sok dolgot beindítani.” Az új világban ha valamivel rendelkezünk, az cserealapot biztosít nekünk. „Nekünk is valamivel be kell szállnunk ahhoz, hogy játékosok legyünk” – mutat rá. A technológiában szerinte új kor jött el, és bár nehéz eldönteni, hogy mit veszünk külföldről és hol fektetünk magunkba, amióta az USA lassítja az ismeretek kiáramlását, mi sem maradhatunk passzívak. „A magyaroknak is fel kell építeniük valamit a tudásukból, hogy legyen valamink, amit el tudunk adni, mert mindig kell saját teljesítményt felmutatni, hogy szóba álljanak velünk a világban és a piacon.”

Magyarországon építene digitális atombombát

Az ELTE fizikusa elárulja, hogy „a tavasz óta az Innovációs és Technológiai Minisztérium asztalán áll egy tervünk. Másfél éves készülődés után megterveztük, hogy hogyan építsünk Magyarországon kvantumszámítógépet, ehhez kérünk kormányzati támogatást.

Hozzávetőlegesen egymilliárd forint körül van egy prototípus létrehozása,

ami nem sokkal több, mint manapság néhány életminőség javító gyógyszer ára, amit az adakozók hetek alatt összeadnak.”

Magabiztos nyugalommal hangsúlyozza, hogy ez nem csak Közép-Európában, hanem egész Európában lenne egyedi újítás. „Ezért vetődik fel a kérdés, hogy miért pont mi volnánk, akik meg tudnák csinálni” – ismeri el a kérdés jogosságát. Szerinte „az a trükk, hogy mindenhol részfejlesztéseket támogatnak, de mindenki úgy képzeli, hogy nem tudja a lényeget, az egész kvantumszámítógépet egymaga megépíteni”. Úgy véli, hogy a nyilvánosan publikált tudományos eredmények nyomán messzire lehet jutni. „Két dizájnt ismerünk, az egyik a kanadai-amerikai, amiből 2010-2011-ben megépítették az első prototípust, amiről kevés technikai részlet derült ki 2011 után, ezért nem tudnánk reprodukálni a mai formájában, kiesik nekünk kilenc évnyi fejlesztés története. Ezen az útvonalon lemaradnánk.”

Dr. Vattay Gábor az ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék vezetője. 2018-ban Neumann János díjat vett át, amely az informatika fejlesztésének érdekében végzett kimagasló tevékenység elismerése. A Massachusetts Institute of Technology (MIT) Technological Review is ismertette azon kutatását, amelyben a Gangnam Style videó kulturális járványként való globális terjedését mutatta be Twitter-adatok alapján. Részt vesz a HunQuTech Nemzeti Kvantumtechnológiai Program konzorciumának kutatási programjában.

„Viszont a japánok egy lézerekből összerakható, optikai alapú kvantumszámítógépet fejlesztettek ki és ők ezt egy alapkutatási projektnek tekintették. A vezető japán telekomcég, a vezető japán informatikai kutatóintézet és az összes fontosabb japán egyetem együttesen felépített egy saját optikai kvantumszámítógépet, az amerikai Stanford Egyetem lézereseivel közösen. És viszonylag alaposan publikálták a részleteit 2017-ig. Ott csapott le rá az amerikai nemzetbiztonság és azóta került be a titkos programba, tehát 2017-ben ez az irány komolyra fordult és addig ismerjük a lépéseket is. Itt csak két év lemaradásunk van” – vázolja a követendő utat.

„Ezt a magyar lézerfizikusokkal, Baden-Württemberg bevonásával, az ELTE, a Wigner Kutatóközpont és a BME mérnökeivel és fizikusaival meg lehetne építeni.

Ha elkészülne, nagyon sokan használhatnák. Van egy pénzügyi irány, a Morgan Stanley Amerikában már használta is az ottani gépet. Vállalkozások készíthetnek erre szoftvereket, illetve az építésben részt vevők is alapíthatnának startupokat e tudásra. Felhő-hozzáférést tervezünk, így nem kell fizikailag mellette ülni, hanem távolról be lehet küldeni a problémát és megkapni az eredményt. Olyan kérdésekre, amelyeket bármely más gép ezer és tízezer évek alatt számolna ki” – mutat ambiciózus jövőképet a magyar fizikus.

Forrás: A Mandiner magazin 2019. október 18-i nyomtatott számában megjelent interjú.