Piše: mr Dejan Abazović

U posljednjih nekoliko godina, kvantno računarstvo postalo je jedna od najuzbudljivijih tema u svjetskoj tehnologiji, privlačeći pažnju ne samo naučnika i inženjera već i svjetskih sila poput SAD-a, Kine i Evropske unije. Ova revolucionarna tehnologija obećava da će promijeniti način na koji rješavamo probleme – od razvoja lijekova do dešifrovanja najsloženijih kodova. Uz velika obećanja dolaze i veliki izazovi, uključujući potencijalne sukobe između tehnoloških lidera, što ima direktan uticaj na geopolitička dešavanja. Šta je kvantno računarstvo, zašto je toliko važno i kako bi moglo oblikovati budućnost?

Idemo redom…

Šta je kvantno računarstvo?

Kvantno računarstvo se bazira na principima kvantne mehanike, grane fizike koja opisuje ponašanje materije i energije na najmanjim nivoima, poput atoma i subatomskih čestica. Za razliku od klasičnih računara, koji koriste bitove (0 ili 1) za obradu informacija, kvantni računari koriste kubite. Kubiti su posebni jer mogu biti u stanju 0, 1 ili oba istovremeno – tzv. superpozicija. Zamislite kubit kao novćić koji se vrti u vazduhu: dok se vrti, nije ni glava ni pismo, već nešto između – može predstavljati 0, 1 ili oboje istovremeno.

Osim toga, zahvaljujući fenomenu zvanom zapletenost (prepletenost), kubiti mogu biti međusobno povezani na način koji dramatično povećava računarsku moć. To je kao da imate dva novćića koja se vrte na različitim mjestima, ali kada jedan padne na glavu, drugi automatski pokaže pismo, bez obzira na udaljenost. Zahvaljujući ovim osobinama, kvantni računari mogu obrađivati ogroman broj podataka istovremeno, dok klasični računari moraju ići korak po korak. Na primjer, ako tražite jednu knjigu u biblioteci, klasični računar pretražuje policu po policu, dok kvantni računar može “pogledati” sve police odjednom.

Zašto je kvantno računarstvo važno?
Kvantno računarstvo ima potencijal transformisati svijet, ali dolazi s vlastitim skupom prednosti i ograničenja u poređenju s klasičnim računarstvom.

Prednosti:
– Brzina: Kvantni računari mogu istovremeno obrađivati ​​ogroman broj mogućnosti. Na primjer, dok su klasičnom računaru potrebne milijarde godina da razbije modernu enkripciju (npr. RSA), kvantni računar s algoritmom poput Shorovog to može uraditi za nekoliko sati.
– Složenost: Kvantni računari su idealna za simulacije koje klasični računari ne mogu podnijeti, modeliranje molekula za razvoj novih ljekova ili prognoza klimatskih promjena.
– Optimizacija: Pomažu u rješavanju problema poput optimizacije logističkih lanaca snabdijevanja (najbolja ruta) ili finansijskih portfelja (izbor najboljih kombinacija ulaganja, npr. dionice, obveznice) daleko efikasnije nego klasični čipovi.

Mane:
– Nestabilnost: Kubiti su izuzetno osjetljivi na okolinu – buku, temperaturu ili elektromagnetne talase mogu izazvati greške (tzv. dekoherenciju).
– Skupo i komplikovano: Izgradnja kvantnih računara zahtijeva ekstremne uslove, poput temperature blizu apsolutne nule (-273°C), što je neprimjereno za široku upotrebu.
– Ograničena primjena: Nijesu univerzalna – Kvantni računari su dobri za specifične zadatke, ali ne zamjenjuju klasične računare za svakodnevne operacije, npr. poput pregleda sadržaja na internetu.

Elon Musk, tehnološki vizionar i osnivač SpaceX-a, jednom je rekao: “Kvantno računarstvo je poput otključavanja novog nivoa u video igri stvarnosti – nevjerojatno moćno, ali ga je još uvijek teško kontrolisati.” Ova izjava vrlo dobro prikazuje potencijal i izazove ove tehnologije.

Što najviše utiče i koji su resursi najvažniji?

Razvoj kvantnih računara zavisi od nekoliko ključnih faktora i resursa:
– Hlađenje: Kvantni računari rade na temperaturama nižim od onih u svemiru, što zahtijeva napredni sistem hlađenja poput razređivača helija-3. Helij-3 je rijedak i skup resursal, često dobijen kao nusproizvod nuklearnih procesa.

– Rijetki zemni elementi (REE) : Materijali poput itrija i neodimija koriste se u superprovodnicima i laserima potrebnim za kvantne sulisteme. Kina, koja kontroliše većinu globalnih potreba REE-ima, ima ključnu ulogu.
– Stručnjaci: Kvantno računarstvo zahtijeva vrhunsku fiziku, matematiku i inženjere – ljudski kapital je jednako važan kao i materijalni resursi.
– Finansiranje: Milijarde dolara uložene su u istraživanje – vlade, tehnološki divovi i vojni programi.

Ko su lideri u kvantnom računarstvu?

Nekoliko igrača prednjači u ovoj tehnološkoj trci:
– SAD: Kompanij poput IBM-a, Googlea i Quantuma postigle su značajan napredak. Google je 2019. objavio “kvantnu nadmoć” s računarom Sycamore, rješavajući problem za 200 sekundi za koji bi klasičnom superračunaru trebalo 10.000 godina. Američka vlada takođe podržava razvoj kroz “National Quantum Initiative” od milijardu dolara ulaganja.
– Kina: Kina ulaže ogromne svote u kvantne tehnologije, posebno u kvantnu komunikaciju. Njihov računar Jiuzhang pokazalo je “kvantnu prednost” 2020., a zemlja ima najveću kvantnu mrežu na svijetu (satelit Micius i zemaljska vlakna).
– EU: EU-ov “Quantum Flagship” program podržava istraživanja, dok kompanije poput holandske QuTech i njemačke IQM rade na praktičnim rješavanjima problema.
– Ostali: Kanada (D-Wave) i Australija takođe imaju značajan doprinos, ali zaostaju za vodećima.

Perspektiva razvoja i geopolitički uticaj

Kvantno računarstvo je još u ranoj fazi, ali njegov razvoj bi mogao imati dalekosežne posljedice u sljedećih 10-20 godina. Stručnjaci predviđaju da bi do 2030. kvantni računari mogla postati komercijalno održivi za određene industrije, poput farmacije i kriptografije.

Međutim, tehnološko rivalstvo između lidera – posebno SAD-a i Kine – ima i geopolitičku dimenziju. Američki državni sekretar, tada senator, Marko Rubio upozorio je 2023.: “Ako Kina prva ovlada kvantnim računarstvom, može razoriti našu cyber sigurnost i ekonomsku prednost. Ovo nije samo tehnologija, ovo je pitanje nacionalne bezbjednosti”. Slično, kineski predsjednik Xi Jinping je 2021. naglasio da je “kvantna tehnologija ključ za buduću globalnu konkurentsku prednost”.

Moguće posljedice sukobljavanja su:
– Cyber ​​prijetnje: Kvantni računari mogu razbiti aktuelnu enkripciju (npr. AES, RSA), što bi ugrozilo bankarske sisteme, vojne komunikacije i lične podatke. Zemlja koja prva razvije takvu sposobnost mogla bi imati ogromnu prednost.
– Trgovinski ratovi: Borba za kontrolu nad resursima poput REE-a i helija-3 mogla bi eskalirati napetosti, slično kao sa poluprovodnicima danas.
– Tehnološka dominacija: Pobjednik u kvantnoj trci mogao bi diktirati standarde za AI, 6G mreže i druge tehnologije budućnosti.

AWS predstavio ocelot

Amazon Web Services (AWS) je u četvrtak pokazao kvantni računarski čip sa novom tehnologijom za koji se nada da će umanjiti čak pet godina napora na izgradnji komercijalno korisnog kvantnog računara. Čip, nazvan Ocelot, je prototip koji ima samo mali dio računarske snage potrebne za stvaranje korisne mašine. Ključna inovacija leži u korištenju tzv. “mačjih” kubita, što omogućava efikasnije ispravljanje grešaka i potencijalno smanjuje potreban broj fizičkih kubita s miliona na stotine hiljada.

Ova tehnologija može biti značajan korak ka praktičnim kvantnim računarima, ali je važno zadržati dozu skepticizma. AWS nije dao mikonkretan vremenski okvir kada bi ovaj pristup mogao rezultirati komercijalno upotrebljivim kvantnim računarima. Takođe, iako je smanjenje fizičkih kubita za faktor 10 potencijalno revolucionarno, ostaje pitanje koliko će ovaj pristup biti skalabilan i stabilan u realnim aplikacijama.

AWS se time pridružuje drugim tehnološkim gigantima poput Googlea, IBM-a i kompanija iz Kine i EU u trci za funkcionalne kvantne računare. Ipak, izazovi stabilnosti i korekcije grešaka ostaju ključni problemi koje treba riješiti prije nego što kvantno računarstvo postane široko primjenjivo.

Ukratko, AWS-ov “Ocelot” je obećavajući prototip, ali dug put još uvijek stoji između eksperimentalnog čipa i kvantnih računara koji će donijeti stvarne promjene u oblastima poput farmacije, optimizacije i bezbjednosti podataka.

Scenariji za budućnost

Generalno, u narednih 5-10 godina globalno su moguća tri scenarija: 
1) Kvantni hladni rat: Ako SAD i Kina nastave trku bez saradnje, mogli bismo vidjeti sankcije, ograničenje izvoza resursa i cyber sukobe. Kvantna tehnologija mogla bi postati novo oružje u borbi za globalnu dominaciju.
2) Diversifikacija: Manje zemlje i savezi (npr. EU) mogli bi razviti vlastite kvantne kapacitete, smanjujući zavisnost od velikih sila. Ovo bi zahtijevalo globalnu saradnju u snabdijevanju resursima.
3) Kvantni mir: Svjetske sile mogle bi se dogovoriti o regulaciji kvantnih tehnologija, slično nuklearnim sporazumima, kako bi se izbjegle katastrofalne posljedice. Međutim, ovo je optimističan scenario s obzirom na trenutne napetosti.

Kvantno računarstvo nije samo naučni izazov – ono je strateško polje koje može odrediti ko će dominirati 21. stoljećem. Njegov potencijal da transformiše medicinu, energiju i bezbjednost je nevjerojatan, ali dolazi s rizicima nestabilnosti i geopolitičkih sukoba. Sundar Pichai, izvršni direktor Googlea, rekao je 2019.: “Kvantno računarstvo je kao prvo slijetanje na Mjesec – tek počinjemo shvaćati što je moguće”. Dok lideri poput SAD-a, Kine i EU ulažu milijarde u ovu tehnologiju, pitanje nije samo ko će pobijediti u trci, već i kako će oblikovati svijet u kojem živimo.

(Autor je ICT konsultant)