Prof. Artur Ekert: przyszłych zastosowań technologii kwantowych nie jesteśmy w stanie sobie wyobrazić
Które z najnowszych odkryć i osiągnięć w dziedzinie informatyki kwantowej mogą już w najbliższej przyszłości zrewolucjonizować technologię i przemysł?
Trudno jednoznacznie stwierdzić. Komputery kwantowe nadal stanowią ogromne wyzwanie, wymagające wielu lat intensywnych badań. Niemniej jednak, superczułe metody pomiarowe, symulacje kwantowe oraz komunikacja kwantowa są już bardziej namacalne i dostępne. Uważam, że technologie kwantowe jeszcze nieraz nas zaskoczą i prawdopodobnie znajdą zastosowania w najmniej oczekiwanych dziedzinach.
Czy kwantowe systemy kryptograficzne, takie jak proponowany przez Pana protokół QKD, mogą całkowicie zastąpić tradycyjne metody szyfrowania w nadchodzących latach?
Całkowicie to nie. Dzisiaj kryptografia to nie tylko dystrybucja klucza i komunikacja, ale też elektroniczne podpisy, kryptowaluta, ochrona haseł i kodów dostępu, etc. Kryptografia kwantowa, przynajmniej w jej obecnym wydaniu, nie zastąpi wszystkich tych metod, tak wiec będziemy mieć metody hybrydowe, łączące w sobie zarówno tradycyjną kryptografię, jak i jej kwantową oraz post-kwantową (post-quantum) wersję.
Jakie wyzwania technologiczne i infrastrukturalne stoją obecnie na drodze do szerokiego zastosowania komputerów kwantowych w biznesie?
Trzeba najpierw taki komputer zbudować, a my, póki co, mamy tylko trochę bramek logicznych i dużo szumu na łączach. Tez dużo szumu medialnego. Wbrew temu co słyszymy i czytamy w mediach, droga to komputera kwantowego jest jeszcze długa, kręta, wyboista i pełna pułapek. Mówimy tutaj o komputerze, który rzeczywiście policzyłby cos pożytecznego, czego klasyczny komputer nie jest w stanie policzyć. Głównym problemem technicznym jest wypracowanie metod, zarówno teoretycznych jak i praktycznych, do poprawy kwantowych błędów. Zjawiska kwantowe są bowiem ulotne i wrażliwe na najdrobniejsze nawet zakłócenia z zewnątrz. Tak zwana dekoherencja kwantowa niszczy moc obliczeniową komputerów kwantowych. Dobra wiadomość jest taka, że wiemy, jak sobie z tym radzić, ale wdrożenie tych wszystkich rozwiązań wymaga wyśrubowanej precyzji i nie będzie łatwe. Tak wiec chwilę potrwa, zanim pojawi się jakiś rozsądny komputer kwantowy, ale myślę, że prędzej czy później taki się pojawi.
W jaki sposób rozwój informatyki kwantowej może wpłynąć na bezpieczeństwo cyfrowe i jak organizacje powinny się do tego przygotować?
Kwantowe technologie bardzo zmienią nasze podejście do bezpieczeństwa cyfrowego. Tak naprawdę to zmieniają już teraz. Mimo, iż nie wiemy, kiedy zbudujemy komputer kwantowy, który zagrozi obecnym szyfrom z kluczem publicznym, to jednak kiedyś to się stanie. Tak wiec trzeba zmienić obecne metody szyfrowania. I to się robi. Podstawowym zagrożeniem w tej chwili jest atak „zbierz zaszyfrowane dane teraz i odszyfruj później”. Niektóre dane, zwłaszcza te, które dotyczą bezpieczeństwa narodowego, są utajniane na lata, tak wiec jeśli zbierzemy zaszyfrowane dane tego typu dzisiaj, poczekamy aż, powiedzmy za 50 lat, będziemy mieć komputer kwantowy, złamiemy szyfry i odczytamy te dane, to nadal informacja w ten sposób zdobyta może być warta tych lat oczekiwań.
Czy uważa Pan, że kraje inwestujące w technologię kwantową mogą osiągnąć znaczącą przewagę geopolityczną? Jakie będą konsekwencje tego wyścigu?
Tak, mogą i już to widać w rywalizacji miedzy Stanami Zjednoczonymi i Chinami. Konsekwencje? Kto lepiej i sprawniej kontroluje informacje, a wiec i przekaz publiczny, ten ma kontrolę nad społeczeństwem. Kto szybciej i sprawniej wdroży i wykorzysta technologie kwantowe, ten osiągnie dużą technologiczną przewagę, również w sferze militarnej.
Jak ocenia Pan współpracę między światem nauki a sektorem prywatnym w rozwijaniu i aplikowaniu technologii kwantowych?
Ogólnie nieźle, małe firmy „start-up”, zajmujące się różnorodnymi aspektami technologii kwantowych, powstają jak grzyby po deszczu. Młodzi, zdolni ludzie widzą tutaj ciekawe możliwości, które nie zawsze daje uczelnia.
Czy istnieją obecnie etyczne dylematy związane z rozwojem i zastosowaniem technologii kwantowych?
Tak, istnieją, takie same jak z każdym nowym wynalazkiem, który w zależności w czyje ręce trafi, może nam pomóc lub zaszkodzić.
Czy i w jaki sposób technologie kwantowe mogą przyczynić się do rozwiązywania globalnych problemów, takich jak zmiany klimatyczne czy kryzysy energetyczne?
Trudno jednoznacznie powiedzieć. Wydaje się możliwym, że uda się zbudować energooszczędne komputery kwantowe, ale to pewnie gdzieś w dalszej przyszłości. Póki co, w fazie rozwoju, komputery kwantowe będą pożerały więcej energii, niż ich klasyczne odpowiedniki.
Jakie są perspektywy komercjalizacji technologii kwantowych? Czy widzi Pan dla nich potencjalne zastosowania w codziennym życiu, w warunkach domowych?
Cokolwiek powiem, na cokolwiek wskażę, to na pewno będzie to coś innego. Czy pionierzy komputeryzacji, tacy jak Charles Babbage czy chociażby Alan Turing, mieli jakąkolwiek wizję tego, do czego może być w przyszłości wykorzystana taka „maszyna Turinga”? Czy widzieli, oczyma wyobraźni, edytory tekstów, Internet, obróbkę zdjęć i filmów, media społecznościowe? Oczywiście, że nie. Tak i my teraz możemy sobie spekulować o kwantowych symulacjach, które pomogą w zaprojektowaniu nowych materiałów, nowych leków etc. etc., ale tak naprawdę będziemy zaskakiwani coraz to innymi, coraz ciekawszymi zastosowaniami. Poczekajmy i jak dożyjemy, to zobaczymy!
Jakie umiejętności i kompetencje będą niezbędne dla młodych naukowców i inżynierów, aby rozwijać karierę w dziedzinie technologii kwantowych?
Powstała nowa dziedzina, która łączy w sobie informatykę, fizykę kwantową, zarówno teoretyczną, jak i doświadczalną, coraz więcej inżynierii i nawet trochę filozofii. To wymaga osobnego podejścia i odrębnych programów nauczania, i to się powoli dzieje.
Artur Ekert jest profesorem fizyki kwantowej w Instytucie Matematycznym Uniwersytetu Oksfordzkiego. Jest także członkiem Merton College w Oksfordzie i profesorem nadzwyczajnym na National University of Singapore. Odegrał kluczową rolę w utworzeniu Centrum Technologii Kwantowych w Singapurze. Jego wiedza ekspercka była nieoceniona dla wielu firm i agencji rządowych. Wkład Ekerta w tę dziedzinę został doceniony kilkoma prestiżowymi nagrodami, w tym Medalem Maxwella i Nagrodą Instytutu Fizyki z 1995 r., Medalem Hughesa Towarzystwa Królewskiego z 2007 r., Medalem Micius z 2019 r., Medalem Hughesa Towarzystwa Królewskiego. Poza środowiskiem akademickim Ekert jest zapalonym instruktorem nurkowania i pilotem.
Last Updated on 20 lutego, 2025 by Elżbieta Wieleba