Edward Snowden, az amerikai Nemzetbiztonsági Ügynökség volt szerződéses munkatársa még mindig nem fogyott ki a titkokból. Néhány napja olyan dokumentumokat hozott nyilvánosságra, amelyek bizonyítják: az ügynökség kvantumszámítógépet fejleszt. Egy ilyen komputerrel a világ összes létező titkosítását pillanatok alatt feltörhetnék. De hogyan is működik egy ilyen gép?
Ha azt hiszed, hogy érted a kvantummechanikát, valójában nem érted a kvantummechanikát – mondta egyszer Richard Feinmann Nobel-díjas fizikus. És nem viccelt, minthogy az őszintébb fizikusok is bevallják: a kvantummechanika teljes egészében még számukra is felfoghatatlan. Pedig a benne rejlő lehetőségek is felfoghatatlanok, például forradalmasíthatják a számítástechnikát. Olyannyira, hogy a 2012-es fizikai Nobel-díjat a kvantumszámítógép felé vezető kutatások elindítóinak ítélték, dacára annak, hogy még senki sem tudja, mikor születik meg az első valóban működőképes szerkezet.
A The Washington Post által megjelentetett, Edward Snowdentől származó dokumentumok szerint a kémkedés technikai részével, így a lehallgatással foglalkozó amerikai nemzetbiztonsági szervezet, az NSA majdnem nyolcvanmillió dolláros költségvetésű, Behatolás a nehéz célpontokba kódnevű kutatási programja éppen a működőképes kvantumszámítógép megalkotását célozza. Az ügynökség nem véletlenül érdeklődik e születőben lévő technika iránt. Az általa üzemeltetett globális lehallgatógépezet legnagyobb ellenségei ugyanis a ma használatos számítógépek számára gyakorlatilag feltörhetetlen modern titkosító algoritmusok.
Egy ilyen gép birtokában nem lenne több titok az NSA előtt. (Emlékezetes, az 1992-ben, Robert Redford főszereplésével készült Komputerkémek című moziban épp egy ilyen szerkezet körül forgott a cselekmény: a szerkezetet birtokló mérnökök rá is jöttek, olyan felszerelés van náluk, amiért a világ öszszes nemzetbiztonsági szolgálata ölni tudna. A film egyik kulcsmondata: Nincs több titok.) Az NSA lehallgatási botrányai után igencsak megnőtt az igény a biztoságosnak gondolt adattárolás iránt. Svájcban például a hadsereg egykori hidegháborús, föld alatti irányító központjában, ezerméternyi gránitkőzet alatt, egy hegy gyomrában rendeztek be olyan adatbankot, amely atomháború esetére is garantálná a cég szolgáltatásait megvásárolók adatainak biztonságát. Atomháború esetére igen, de képesek-e a majd a vasbeton falak ellenállni egy kvantumszámítógép kódtörő erejének?
De mi is az a kvantumszámítógép, és miben segítheti a kódtörők erőfeszítéseit?
– A kvantumszámítógép kvantumrendszereket használ működése alapegységeként, amelyeket kvantumbiteknek nevezzük – válaszolta kérdésünkre Ádám Péter, a Magyar Tudományos Akadémia Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos főmunkatársa, aki kutatócsoportjával ugyancsak a kvantumkomputerek kifejlesztésén dolgozik. – A kvantumrendszerek (a klasszikus fizikából ismert rendszerektől eltérően) képesek egyszerre többféle állapotban is létezni. Ez az informatika nyelvére lefordítva azt jelenti, hogy egy bit nem csak nulla vagy csak egyes állapotot vehet föl, hanem egyszerre mindkettőt is. Ezt az állapotok szuperpozíciójának nevezzük. Mindez elméletben a számítások sebességének hihetetlen növekedését idézi elő. Míg a klasszikus komputerekkel évmilliókig tartana egy modern kód föltörése, addig egy működő kvantumszámítógéppel ez talán egy óra alatt végrehajtható lenne.
Noha az elméletet már évtizedekkel ezelőtt megalkották, a technikai problémák mindeddig legyőzhetetlennek bizonyultak. De ez nem jelenti azt, hogy a vállalkozás reménytelen lenne. Ádám Péter elmondása szerint a kvantuminformatika a virágkorát éli, rengeteg kutató dolgozik világszerte, és vélhetően „véges időn belül” megszületik a működő, teljes értékű kvantumszámítógép.
Bár a dokumentumból nem lehet megmondani, hogy pontosan meddig jutottak az NSA mérnökei, a kvantum-számítástechnika szaktekintélyei gyakorlatilag kizártnak tartják, hogy jelentősen megelőzték volna a nyilvános kutatásokat. Így valószínűleg a kvantumszámítógép az NSA számára is csak álom marad még nagyon sokáig.
A kvantumszámítógép „divatos” voltára jellemző, hogy időről időre felbukkannak nehezen ellenőrizhető hitelességű hírek arról, hogy egy kutatócsoport megalkotta a világ első működő kvantumkomputerét. Legtöbbször hamar kiderül, hogy legfeljebb jelentősnek vélt lépést tettek a működő szerkezet irányába. A Yale Egyetemen már öt évvel ezelőtt létrehoztak egy két kvantumbittel dolgozó szerkezetet, amely képes volt néhány egyszerűbb számítási művelet elvégzésére. A dolog szépséghibája, hogy csak egymilliomod másodpercig működött. Azóta pedig kevés ehhez fogható vagy esetleg továbbfejlesztett vívmány került nyilvánosságra.
A kvantumszámítógép megszületését tizenöt évvel ezelőtt tíz–száz éves időtávra jósolták. Nos, a száz év még bejöhet.
2014. január 16.
