Kwantumcomputers worden door de IT-industrie beschouwd als de volgende stap in de evolutie van digitale informatieverwerkingstechnologieën. De toekomst van deze technologie belooft een tool die elk modern computersysteem vandaag kan overtreffen, waardoor het veel sneller en tegelijkertijd veel meer informatie kan verwerken dan welke dan ook, zelfs de krachtigste supercomputer.
Op dit moment is het grootste deel van de wetenschappelijke gemeenschap die bij dergelijke ontwikkelingen betrokken is echter gefocust op het eindresultaat dat een kwantumsysteem ons kan bieden. We begrijpen dat kwantumcomputers zeer efficiënt zullen zijn in het verwerken van informatie, maar met welk type gegevens zal dit systeem effectief zijn? En interessant genoeg roept dergelijke onzekerheid enkele interessante vragen op over het potentieel van zo'n instrument.
Vorige maand kwamen de knapste koppen op het gebied van de ontwikkeling van kwantumtechnologie en onderzoek bij elkaar op de volgende internationale conferentie over kwantumtechnologieën, gehouden in Moskou. Het futurisme was ook in staat om de tentoonstelling te bezoeken en met enkele wetenschappers te praten over hoe hun werk ons dichter bij echte kwantumcomputers brengt en welke impact dergelijke ontwikkelingen zullen hebben op de samenleving.
Een van de interessantste vragen van de discussie werd opgeworpen door Alexander Lvovskiy, het hoofd van de wetenschappelijke groep kwantumoptica bij het Russian Quantum Center en hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Calgary (Canada). Volgens de bron zei Lvovsky in een gesprek tijdens het diner dat kwantumcomputers meer een vernietigingsmiddel zijn dan een schepping.
Dus wat is er mis met kwantumcomputers dat een zeer vooraanstaande wetenschapper zulke beweringen doet? Over het algemeen komt het allemaal neer op één ding, en dat is trouwens een van de potentiële voordelen die kwantumtechnologie ons kan bieden: een revolutie in de moderne cryptografie.
Met grote kracht komt een grote verantwoordelijkheid
Tegenwoordig wordt alle gevoelige informatie die via internet wordt verzonden, gecodeerd om de particuliere partijen die bij de overdracht betrokken zijn, te beschermen. Niettemin verzwakt in een wereld waarin hackers bestaan, zelfs de meest complexe codering vroeg of laat, en we zijn al meer dan eens getuige geweest van dergelijke voorbeelden. Volgens Lvovsky wordt het proces van dit hacken dankzij quantum computing alleen maar eenvoudiger en veel sneller.
Promotie video:
De wetenschapper merkt op dat geen enkele versleutelingsmethode die vandaag de dag bestaat, de rekenkracht van een kwantumcomputer kan weerstaan. Medische dossiers, financiële informatie, elk geheim van de staat en militaire organisaties zullen dan letterlijk voor iedereen op een presenteerblaadje liggen. Met andere woorden, technologie kan een bedreiging vormen voor de hele wereld. En wat interessant is, andere experts zijn het eens met de mening van Lvovsky.
'Tot op zekere hoogte heeft hij gelijk. Als je de huidige "kwantumcomputers" voor echte computers probeert te verwarren, zal je niet veel bereiken. Dit kan echter zeer binnenkort veranderen”, aldus Venjamin Rosenfeld, hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van München, in een interview met het futurisme.
Om het eindelijk te begrijpen, moet worden opgemerkt dat er tot nu toe slechts twee kwantumalgoritmen zijn gemaakt. De ene stelt een kwantumcomputer in staat om een database te doorzoeken, de andere laat het algoritme van Shor toe, ontleedt getallen in priemfactoren en kan door een kwantumcomputer worden gebruikt om de codering te doorbreken.
Het is opmerkelijk dat tijdens de conferentie mede-oprichter van het Russian Quantum Center Mikhail Lukin, hoofd van de onderzoeksgroep van het Laboratory of Quantum Optics aan de Harvard University, aankondigde dat hij een 51-qubit-kwantumcomputer had gemaakt en met succes had getest en deze ging gebruiken om het algoritme van Shor in de toekomst uit te voeren.
Vladimir Shalaev, een lid van de internationale adviesraad van het Russian Quantum Center en hoogleraar elektrotechniek en computertechnologie aan de Purdue University, benadert dit probleem op een meer subtiele manier en zegt dat kwantumcomputing geen hulpmiddel is voor vernietiging of creatie. Het is allemaal samen.
'Ik ben het niet met hem eens. Ik denk dat ik zou zeggen dat elke nieuwe wetenschappelijke of technologische doorbraak zowel goede als slechte gevolgen kan hebben."
Shalaev noemde lasertechnologie als voorbeeld.
“Lasers hebben ons leven veranderd. De methoden van onze communicatie zijn doorgedrongen in de geneeskunde en worden gebruikt in de machinebouw. Maar ze worden ook gebruikt om raketten te geleiden om gebouwen, uitrusting en mensen te vernietigen. Maar het lijkt mij dat dit leven is. Niets wordt uitsluitend met goede bedoelingen geboren, er ligt altijd wel iets slechts op de loer. Ik denk niet dat kwantumtechnologieën destructieve technologieën zijn. Ze kunnen ook constructief zijn."
Er is enige waarheid in de woorden van Shalaev. Dezelfde nucleaire technologieën werden oorspronkelijk ontwikkeld als destructieve. Maar na de oorlog beheersten de mensen het vreedzame atoom en begonnen het op veel gebieden te gebruiken, waaronder energie, medicijnen, landbouw en vele andere. Het is natuurlijk onwaarschijnlijk dat kwantumcomputers fysiek destructieve effecten hebben, zoals dezelfde atoombom, maar hun potentieel voor versleuteling is een direct digitaal equivalent, wat ons dwingt om dit probleem zelfs in zo'n zeer voor de hand liggend vroeg stadium aan te pakken.
Wat voor goeds komt er uit?
Als kwantumcomputers zo'n gevaarlijk potentieel hebben, waarom jaagt iedereen ze dan achterna? Zoals Lukin opmerkt, gaat het potentieel van kwantumtechnologie veel verder dan het breken van encryptie. Kansen kunnen echt indrukwekkend en verbazingwekkend zijn.
Volgens Lukin zit er bijvoorbeeld een enorm potentieel in de ontwikkeling van kwantumsensortechnologieën.
“We zullen de kans krijgen om het gebied van medische diagnostiek te transformeren, waar sommige taken die het gebruik van enorme laboratoria vereisen, zullen worden uitgevoerd met apparaten ter grootte van een iPhone. Stelt u zich eens voor welk voordeel dit zal opleveren voor de zich ontwikkelende delen van de wereld, zoals Afrika. Dit zal de efficiëntie, snelheid en tegelijkertijd het gemak van diagnose en selectie van de noodzakelijke behandelmethoden aanzienlijk verhogen. Ik ben er zeker van dat de impact van deze technologie op de samenleving enorm zal zijn,”legt Lukin uit.
Bovendien zou de rekenkracht van kwantumcomputers kunstmatige intelligentie (AI) -onderzoekers in staat kunnen stellen nieuwe sprongen voorwaarts te maken. Het is heel goed mogelijk dat dit de ontwikkeling van dit gebied mogelijk maakt, zodat AI een deel gaat worden van het antwoord op de problemen die Lvovsky beschrijft.
Lukin is het ermee eens:
"Ik ben ervan overtuigd dat tegen de tijd dat kwantumcomputers de versleuteling beginnen te breken, we in staat zullen zijn om nieuwe methoden voor klassieke versleuteling te creëren, nieuwe schema's afgeleid van kwantumcomputers, gebaseerd op kwantumcryptografie."
Net als bij lasers en kernwapens, kunnen wetenschappers die betrokken zijn bij het maken van kwantumcomputers de volledige toekomst van deze technologie niet voorspellen. Er zijn veel gebieden waar deze technologie zijn toepassing zou kunnen vinden.
Nikolay Khizhnyak
