Egy nemzetközi kutatócsoport áttörést ért el a kvantumszámítás területén: sikeresen megvalósították a „hitelesített kvantum véletlenségszerűséget”, amivel korábban csak elméletileg létező kísérletek váltak valósággá.
A Nature folyóiratban 2025. március 26-án közzétett tanulmány szerint a JPMorganChase, a Quantinuum, az Argonne és az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium, valamint a Texasi Egyetem közös kutatócsoportja bizonyította, hogy a kvantumszámítógépek képesek olyan feladatok ellátására, amelyek klasszikus számítógépek számára megoldhatatlanok.
A kutatók egy új kvantumszámítási protokollal dolgoztak, amely a „véletlenségi áramkör mintavételezés” (Random Circuit Sampling, RCS) módszert alkalmazza. Ez a protokoll képes igazoltan véletlenszerű számok generálására, méghozzá úgy, hogy több véletlenséget állít elő, mint amennyit a rendszerbe bemenetként betápláltak. A módszer jelentősége abban rejlik, hogy az így generált véletlenség matematikailag hitelesített, tehát klasszikus számítógépek segítségével nem állítható elő.
Az eredményhez a Quantinuum H2 típusú, 56 kvantumbites, csapdázott ion-alapú kvantumszámítógépét használták, amelynek nagy megbízhatósága és kvantumbitjei közötti teljes összeköttetése lehetővé tette a klasszikus számítógépek által elérhetetlen számítási kapacitás demonstrálását. A csapat távoli internetes hozzáférésen keresztül futtatta le az áramköröket, és így hitelesített véletlen biteket generáltak. A teszt két lépésben zajlott: először véletlenszerűen generálták az áramköröket, majd beküldték a kvantumszámítógépbe, amely gyorsabban adta vissza az eredményt, mint ahogyan azt klasszikus módszerekkel szimulálni lehetett volna. Második lépésként a generált véletlenséget klasszikus szuperszámítógépekkel matematikailag ellenőrizték és igazolták.
A kutatók összesen 71 313 bit hitelesített entrópiát generáltak, ehhez a klasszikus hitelesítési folyamat során több csúcsteljesítményű szuperszámítógép kapacitását is igénybe vették, amelyek együttesen 1,1 exaflops teljesítményre képesek.
|
Az exaflops a számítástechnikában egy teljesítménymérési egység, amely azt mutatja meg, hogy egy számítógép vagy szuperszámítógép hány lebegőpontos műveletet tud végrehajtani másodpercenként.
|
Dr. Marco Pistoia (JPMorganChase) szerint ez a kísérlet fontos lépés a kvantumszámítás gyakorlati felhasználása felé, különösen a kriptográfia, statisztikai mintavételezés és numerikus szimulációk területén. Dr. Rajeeb Hazra, a Quantinuum vezérigazgatója hozzátette, hogy a mostani eredmények új mércét állítanak fel a kvantumbiztonság terén, és alapot teremtenek a további fejlesztéseknek számos iparágban, például a pénzügyi és gyártási szektorban.
Scott Aaronson professzor, aki 2018-ban elsőként javasolta ezt a hitelesített véletlenségi protokollt, hangsúlyozta, hogy a mostani gyakorlati demonstráció kulcsfontosságú lépés a kvantumtechnológia fejlődésében, és elindíthatja a kvantumszámítógépek alkalmazását valódi kriptográfiai feladatokban.
A sikeres kutatást jelentősen támogatta az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának számítástechnikai infrastruktúrája, különösen az Oak Ridge, Argonne és a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratóriumok révén.
