Kvantuminformatikai modullal nyit az SZTE Fizikai Intézete a kvantumtechnológia irányába

A kvantumszámítástechnika alkalmazásairól vezettek be választható modult a Szegedi Tudományegyetem TTIK Fizikai Intézetének fotonikai-mérnöki mesterszakján. A Kvantumoptika és kvantuminformatika nevű modul a tárgy kutatás-fejlesztési eredményeivel ismerteti meg a hallgatókat és idővel az SZTE saját kutatásaihoz is keretül szolgálhat.

Kvantuminformatikai modullal nyit az SZTE Fizikai Intézete a kvantumtechnológia irányába

A terület alapfogalmairól Dr. Földi Péter egyetemi tanár, az Elméleti Fizikai Tanszék vezetője és Dr. Trényi Róbert egyetemi adjunktus, a tanszék kvantumkommunikációval foglalkozó kutatója válaszolt kérdéseinkre.

A klasszikus számítástechnikában az információ alapvető egysége a bit, amely csak 1 vagy 0, igen vagy nem állapotot vehet fel. Olyan ez akár az érmefeldobás: vagy fej vagy írás lesz a vége, és egyértelmű, hogy csak fej, vagy csak írás lehet. A kvantuminformatika alapegysége, a qubit vagy kvantumos bit ennél sokkal rugalmasabb, számára ezzel szemben bármilyen köztes pozíció is lehetséges, úgynevezett szuperpozícióban is létezhet. 

Hogyan lehet számításra használni vagy egyáltalán megfogalmazni ilyen bizonytalanság közepette a qubitet? Trényi Róbert szerint a qubit állapotának megjelenítéséhez és megértéséhez a Bloch-gömbnek nevezett matematikai koncepció a legszemléletesebb:

- A klasszikus bit a gömb északi, vagy déli pólusát foglalhatja el. A kvantumos bit állatának leírásához ezzel szemben az egész gömbfelület szükséges. Például az Egyenlítőn a pólusok egyenlő súlyú szuperpozíciójai találhatók. Ez „végtelenszer” több lehetőség, mint a klasszikus bit esetében. Ezért elvben egy qubit sokkal több információt tud tárolni, mint egy klasszikus bit. Fontos megjegyezni, hogy bizonyos mérések során ez a szuperpozíció összeomlik, a rendszer végül bekerül a pólusoknak megfelelő állapotok egyikébe.

Ahogyan a klasszikus számítástechnika feszültségszinteket használ hardverében az információ fizikai tárolásához, a kvantumtechnológia is valós fizikai objektumokat használ a qubitek megvalósításához.8

- A megfelelő hardver létrehozása a kvantumszámítás kihívásokkal teli része, hiszen a qubitek állapotai nagyon érzékenyek a környezeti hatásokra. Egy kvantumos algoritmus megvalósításának első lépése, hogy megmondjuk milyen platformot használunk a qubitek megvalósításához. A qubit hordozására olyan fizikai rendszerek alkalmasak, amelyeknek legalább két jól elkülöníthető állapota van. Ilyen például a foton két egymásra merőleges polarizációja, a csapdázott ionok különböző elektronállapotai vagy szupravezető áramkörök esetén („superconducting circuits”) például lehet a cirkuláló áram iránya („flux qubit). Mindegyik platformnak megvan a maga előnye és hátránya. Ez lesz a hardver, ezen kell inicializálni a qubiteket, amiken majd az adott algoritmushoz tartozó kvantumos kapukat megvalósítják (egy, illetve két qubites kapukat is) – mondja Földi Péter, aki a 2000-es években az Antwerpeni Egyetemen folytatott kvantuminformatikai kutatást, és ennek nyomán publikálta, hogy az elektron spinjén egybites kvantumos logikai kapuművelet valósítható meg.

A kvantumszámtógépek algoritmusai vagy „áramkörei” tehát elemi műveletekből, más néven kvantumos logikai kapukból építhetők fel. A hagyományos informatikában is vannak logikai operátorok, ilyen például az és és a vagy. E klasszikus logikai kapuk és a belőlük építhető körök mintájára kvantumos kapuk és áramkörök is tervezhetők. A kvantumszámítógép a kvantumfizika alapvető törvényszerűségeit, a szuperpozíciót és az összefonódást használja ki a számításnál. Ezeket az egymás után helyezett kvantumos kapuk teremthetik meg a qubitek között.

A hardver törékenységének fő oka, hogy a qubitek kvantumállapotait atomi méretű valós fizikai rendszerek tárolják, ezek azonban nagyon érzékenyek a környezeti hatásokra, amik következtében nemkívánt módon megváltozhatnak. Ilyenkor tehát megváltozhat az az állapot, amiből a számítás eredményét nyernénk, vagyis hibás eredményt kaphatunk. A zaj elleni védekezés az egyik fő technikai kihívás egy teljes értékű kvantumszámítógép megvalósításához. 

– A qubitek mindig terheltek valamekkora zajjal, sőt általában maguk az áramkört felépítő kapuk is zajosak. Hasznos számításokhoz viszont sok kapura és qubitre van szükségünk, ezért bonyolultabb áramkörök esetén még kritikusabbá válhat kis kezdeti zaj hatása is. Ezzel szemben a klasszikus informatikában „csak” annyi hiba származhat, hogy akaratunk ellenére nullából egybe ugrik a bit. Bonyolítja a hibák javítását a kvantumos esetben, hogy egy qubit viszont nullából bármilyen más állapotba is kerülhet – mondja Trényi Róbert.

Gyakran emlegett példa ilyen feladatra a faktorizálás, vagyis a prímtényezőkre bontás művelete, amellyel nagy egész számok esetében a hagyományos szuperszámítógépek sem boldogulnak. A jelenleg elterjedt RSA-titkosítás éppen azon a feltételezésen alapszik, hogy hatékonyan nem tudunk nagyon nagy számokat faktorizálni. Egy teljes értékű, sok qubitet kezelő kvantumszámítógép viszont a Shor-féle algoritmussal rendkívül gyors lehet a faktorizálásban, ezért az RSA-titkosítás feltörhetővé válhat vele. Trényi Róbert szerint ezzel a veszéllyel nemcsak a kvantumszámítás, de a klasszikus számítási kapacitások fejlődése is fenyeget. Ezért a kvantumkommunikáció egyik alfaja, a kvantumos kulcselosztás máris foglalkozik egy feltörhetetlen módszer kidolgozásával.
 
Földi Péter a Kvantumoptika és kvantuminformatika modulról azt mondja: kisebb lépésekben érdemes elkezdeni a diszciplína bővítését az egyetemen, hogy aztán a kvantumtechnológia fejlődésével szélesíthető legyen a képzés. Eddig az volt a szokás, hogy a kvantuminformatikára olyan kutatók nyergeltek át, akik korábban kvantumoptikát tanultak. Trényi Róbert is az SZTE Fizikai Intézetében végzett, és itt kvantuminformatikai bevezető kurzus jó alapot nyújtott későbbi kutatási területéhez, a kvantumkommunikációhoz..

A kvantuminformatikai modult választó hallgatók először is megismerkednek a „foton” fogalmával, azaz betekintést nyernek a fény részecsketermészetét is figyelembe vevő kvantumos leírásba. Ezzel az elmélettel magyarázhatók azok az úttörő kísérletek, amelyek először igazolták a kvantumos információfeldolgozás alapelveit, és a jelenleg már kereskedelmi forgalomban is elérhető kvantumkommunikációs eszközök, titkosító berendezések is a fotonokon alapulnak. A modul a fizikai háttér megismertetése után a kvantuminformatika alapjaiba is bevezeti a hallgatókat.

A Kvantumoptika és kvantuminformatika modult magában foglaló fotonikai mérnök mesterképzési szak 2024 őszén indult és elsősorban a lézeres kutatás-fejlesztésre készíti fel a hallgatókat. Földi Péter szerint a szakot plusz megkívánt órák felvétele nélkül választhatják a fizikus és a fizikus mérnök alapszakokon végzett hallgatók, és az SZTE más természettudományi alapszakjairól is érkezhetnek hallgatók. A kurzusokhoz a lineáris algebra, valamint az alapvető kvantummechanikai törvények ismeretére van szükség. Földi Péter szerint a fizikai tudásanyag az optikából indul ki, mivel a kvantumszámítógép-platformok egy része is a fény-anyag kölcsönhatáson alapul. A mesterszakon a kvantumoptika mellett nanofotonika, biofotonika és ultragyors fotonika modul is választható. https://www.physx.u-szeged.hu/oktatas/kepzeseink/uj-szakunk-fotonikai


Cigit sodorsz magadnak? Akkor ennek a hírnek nem fogsz örülni

Egy tasak dohány, néhány cigarettapapír és egy marék filter: sokak számára ez a dohányzás megszokott kelléktára.
2026. 10. 19. 02:00
Megosztás:

Legyünk inkább nyugdíjasok Ausztriában! Itt van, mi kell hozzá!

Euróban érkező nyugdíj, évi tizennégy kifizetés és kiszámíthatóbb időskori bevétel: sok magyar számára vonzó az osztrák nyugdíj gondolata. Ehhez azonban nem elég a határ túloldalára költözni. Jó hír viszont, hogy a Magyarországon megszerzett biztosítási idő is segíthet a jogosultság teljesítésében, és az osztrák nyugdíjat Magyarországon élve is megkaphatjuk.
2026. 10. 19. 01:00
Megosztás:

Fényfestéssel, díszkivilágítással is emlékeznek 1956-ra szerte a világon

Szerte a világon megemlékeznek az 1956-os forradalomról és szabadságharcról október 23-án: díszkivilágítást kap a Niagara-vízesés és a riói Krisztus-szobor, valamint fényfestés lesz látható az isztambuli Boszporusz-hídon.
2026. 10. 19. 00:05
Megosztás:

Több százmillió eurós a kár Franciaországban az országos tiltakozónap után

A francia nagyvárosok utcáin a pusztulás látványa fogadta vasárnap a járókelőket a megélhetési problémák elleni tiltakozásul előző nap szervezett országos megmozdulás során történt erőszakos cselekmények és fosztogatások után, amelyek több százmillió eurós anyagi kárt okoztak.
2026. 10. 18. 23:00
Megosztás:

Folytatódik a nyugodt, őszi idő a jövő hét elején

A jövő hét elején is még nyugodt, őszi idő várható 20 Celsius-fok körüli csúcshőmérsékletekkel és sok napsütéssel, majd a hét közepén többfelé lehet eső, zápor. Az október 23-ai nemzeti ünnepen, pénteken azonban csökken a felhőzet és 13-19 fok várható a délutáni órákban - derül ki a HungaroMet Zrt. előrejelzéséből, amelyet vasárnap juttattak el az MTI-hez.
2026. 10. 18. 22:00
Megosztás:

Az aszály miatt könnyítéseket vezetnek be egyes támogatásoknál

Az aszály miatt könnyítéseket vezetnek be az Agrár-környezetgazdálkodási (AKG) és az Ökológiai gazdálkodás (ÖKO) támogatási felhívásainál - jelentette be Bóna Szabolcs agrár- és élelmiszergazdaságért felelős miniszter a Facebook-oldalán vasárnap.
2026. 10. 18. 21:00
Megosztás:

Az Ethereum kapta a nagyobb pofont: több pénz távozott az ETF-ekből, mint a Bitcoin-alapokból

Újabb nehéz hetet zártak a kriptovalutákba fektető amerikai tőzsdei alapok, és ezúttal az Ethereum mérlege lett kedvezőtlenebb. Az október 16-ával végződő kereskedési héten az Ethereum ETF-ekből mintegy 320,1 millió dollárt vontak ki nettó értelemben, miközben a Bitcoin-alapokból 228,4 millió dollár távozott. Az Ethereum oldalán a tőkekiáramlás döntő része a BlackRock egyik meghatározó termékéhez kapcsolódott, miközben a kriptopiaci árfolyamok is nyomás alatt maradtak.
2026. 10. 18. 20:00
Megosztás:

Biztonságos távoli hozzáférés a vállalati működésért

Egy péntek délutáni rendszerhiba könnyen leállíthatja a számlázást vagy a raktári munkát. Ha a rendszergazda nincs a helyszínen, a távoli kapcsolat gyors segítséget adhat. A képernyő megosztása és a beavatkozás azonban csak akkor jelent valódi megoldást, ha az illetékes személy lép be, a megfelelő rendszerhez, ellenőrizhető módon.
2026. 10. 18. 18:00
Megosztás:

Megugrottak a kamatemelési várakozások, a Bitcoin is megérezte a nyomást

Jelentősen megváltoztak a befektetők amerikai kamatpolitikával kapcsolatos várakozásai, miután a vártnál magasabb inflációs adatok láttak napvilágot. A Polymarket előrejelzési piaca és a CME FedWatch mutatója eltérően ítélte meg annak esélyét, hogy a Federal Reserve már októberben kamatot emeljen.
2026. 10. 18. 17:00
Megosztás:

Inflációs pofon a Bitcoinnak: 434 millió dollár távozott a kriptoalapokból

​Ismét az amerikai gazdaság diktálja a tempót a kriptopiacon, és a friss adatok most kellemetlen meglepetést okoztak a befektetőknek. A vártnál magasabb infláció és az erősnek látszó fogyasztás újra előtérbe helyezte a további kamatemelések lehetőségét, miközben a digitális eszközökhöz kapcsolódó befektetési termékekből 434 millió dollár áramlott ki. A CoinShares szerint a bitcoin nehéz időszak előtt áll, de a mostani eladásokból még nem következik tartós medvepiac.
2026. 10. 18. 16:00
Megosztás:

Banki összefogás a euró stabilcoinért: engedélyt kapott a Qivalis

Újabb fontos lépést tett az indulás felé a 37 európai bank által támogatott Qivalis: a társaság megkapta a holland jegybank elektronikus pénzkibocsátói engedélyét. Az euróalapú stabilcoin kibocsátása a következő hónapokban kezdődhet meg, de a tényleges rajthoz még teljesíteni kell az uniós MiCA-rendelet alkalmazandó követelményeit, és közzé kell tenni a projekt fehér könyvét.
2026. 10. 18. 15:00
Megosztás:

Babis: Katasztrófa a szenátusi választás eredménye az ANO számára

Katasztrófa a csehországi szenátusi választás eredménye a kormánykoalíciós Elégedetlen Polgárok Akciója (ANO) párt számára - jelentette ki Andrej Babis az ANO elnöke, kormányfő szombaton Prágában újságírók előtt.
2026. 10. 18. 14:00
Megosztás:

Kamatdöntő ülést tart a jegybank, valamint foglalkoztatottsági és államháztartási adatok érkeznek a jövő héten

A jövő héten kamatdöntő ülést tart a jegybank, a Központi Statisztikai Hivatal (KSH) ismerteti a szeptemberi foglalkoztatottsági és munkanélküliségi adatokat, a Pénzügyminisztérium (PM) pedig közzéteszi a részletes tájékoztatót az államháztartás központi alrendszerének szeptember végi helyzetéről.
2026. 10. 18. 13:00
Megosztás:

Befejeződött a megelőző karbantartás a Dunakanyarban

Véget ért a vágányzár, befejeződött a megelőző karbantartás a Dunakanyarban, ahol a heves esőzések után lezúduló sár és sziklatörmelék már többször okozott károkat és fennakadásokat a váci vonalon, Nagymaros és Szob között - közölte a MÁV-csoport vezérigazgatója szombaton a Facebookon.
2026. 10. 18. 12:00
Megosztás:

Mellplasztika 2026-ban: milyen lehetőségek közül választhatnak a nők?

A mellplasztika napjainkban jóval többet jelent a mellek méretének megváltoztatásánál. A korszerű plasztikai sebészeti eljárások lehetőséget kínálnak a mellforma korrigálására, az aszimmetria mérséklésére, a megereszkedett mellek megemelésére, valamint a túl nagy mellek okozta panaszok enyhítésére. 2026-ban a mellplasztikai beavatkozások tervezésénél továbbra is a személyre szabott megközelítés, a biztonság és a természetes testarányok figyelembevétele a meghatározó.
2026. 10. 18. 11:00
Megosztás:

Ki fizeti meg a ketreces tartás árát? Három tanulmány a magyar tojástermelés jövőjéről

Magyarországon a tojótyúkok 67,6%-át még mindig ketrecben tartják. Az Una Terra Alapítvány három, mintegy 158 szakirodalmi forrásra épülő tanulmánnyal és konkrét jogszabály-módosítási javaslattal sürgeti a ketreces tartás fokozatos megszüntetését. A vizsgálatok állatjóléti, gazdasági és jogi szempontból elemzik az átállást.
2026. 10. 18. 10:00
Megosztás:

Négy településen rendeznek időközi önkormányzati választást

Négy településen tartanak ma időközi önkormányzati választást: Bakonynánán és Szápáron polgármestert és képviselőket, Medinán polgármestert, Püspökladányban pedig egyéni képviselőt választanak.
2026. 10. 18. 09:00
Megosztás:

Az e-pénztárgépek adataival bővül a NAV szolgáltatása

Október közepétől újabb, az e-pénztárgépeket érintő funkcióval bővül a Nemzeti Adó- és Vámhivatal (NAV) pénztárgépadatok lekérdezését biztosító szolgáltatása. A fejlesztés elsőként tesztkörnyezetben lesz elérhető, végleges bevezetése pedig elsősorban a könyvelők és a vállalkozások munkáját könnyítheti meg.
2026. 10. 18. 08:00
Megosztás:

Egyedülálló védekezési rendszer épült ki az ázsiai lódarázs ellen a MATE-n

Az ázsiai lódarázs (Vespa velutina) megfékezésében a fejlett eszközpark, a terepi tapasztalat és az osztrák–magyar hálózat létrejötte nagyban segíti a kutatókat abban, hogy a megtelepedés korai szakaszában képesek legyenek lassítani a kártevő terjedését, így kitolják a költséges, intenzív védekezés szükségességét. A Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE) méhészeti kutatói az ázsiai lódarázs példáján keresztül rámutatnak az invazív fajok elleni védekezés fontosságára is.
2026. 10. 18. 06:00
Megosztás:

Egyesülhet a Tesla és a SpaceX még 2026-ban? A Wall Street szerint egyre valószínűbb a megállapodás

Egyre erősödnek a találgatások arról, hogy Elon Musk összevonhatja két legnagyobb vállalatát, a Teslát és a SpaceX-et. A lehetőség ezúttal a Wall Street egyik nagy befektetési bankjától is támogatást kapott: a Barclays elemzője szerint az egyesülés gondolata mindinkább általános piaci várakozássá válik. Egyelőre azonban nincs hivatalos megállapodás.
2026. 10. 18. 05:00
Megosztás: