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

A FAO elismerésben részesíti a fiatal gazdákat. Jelentkezőket várnak Európa és Közép-Ázsia országaiból

Az ENSZ Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) jelöléseket vár a Fiatal Európai és Közép-ázsiai Gazdák Elismerésére. A kezdeményezés célja a régió agrár-élelmezési szektorának átalakításában szerepet vállaló fiatal gazdák és mezőgazdasági egyesületek ünneplése és támogatása. A jelentkezések benyújtásának határideje: 2025. július 31.
2025. 07. 26. 03:00
Megosztás:

Óvatosabban toboroznak a cégek jelenleg, mint ahogyan azt év elején tervezték

Az átlagos jelentkezőszámok továbbra is különösen magasnak számítanak a magyarországi munkaerőpiacon, azonban 2025 második negyedévében összességében a jelentkezőszámok 2,6%-kal csökkentek 2024 azonos időszakához képest. Vármegyei bontásban viszont jelentős különbségek figyelhetők meg. Az álláshirdetések száma ugyanebben a viszonylatban – a magyarországi álláspiaci trendbe illeszkedve – tizedével esett vissza.
2025. 07. 26. 02:00
Megosztás:

A rendeletet aláírták! 64-87 éves nyugdíjasok készüljetek!

A 2025-ben nyugdíjba vonulók járandóságát a korábbi évek keresetei alapján számítják ki, amelyeket valorizációs szorzószámokkal igazítanak a 2024-es keresetek szintjéhez. A kormány közzétette a legfrissebb szorzókat, amelyek alapján elmondható: a 2025-ben induló nyugdíjak összege magasabb lesz, mint a 2024-eseké.
2025. 07. 26. 01:00
Megosztás:

Magyarország a GDP mintegy 5 százalékát fordítja a családok támogatására

A kormány számára a magyar családok támogatása az első, ennek érdekében Európa legbőkezűbb családtámogatási rendszerét hozta létre, amelyet 2025-ben és 2026-ban is tovább bővít. Az eddigi családpolitikai intézkedéseknek köszönhetően 200 ezerrel több magyar gyermek született ahhoz képest, mintha a 2010 előtti negatív trendek folytatódtak volna - közölte a Nemzetgazdasági Minisztérium (NGM) az MTI-vel pénteken.
2025. 07. 26. 00:05
Megosztás:

A koszovói alkotmánybíróság ideiglenesen betiltotta a parlamenti képviselők munkáját

Ideiglenesen minden tevékenységtől eltiltotta a parlamenti képviselőket a koszovói alkotmánybíróság, mert a pristinai képviselőháznak 51 próbálkozás után sem sikerült megalakulnia.
2025. 07. 25. 23:00
Megosztás:

Vidéken stagnált az első lakásukat vásárlók száma

A Duna House legfrissebb adatai szerint 2025 második negyedévében a vidéki ingatlanpiacon jelentős drágulás figyelhető meg: az értékesített ingatlanok 44%-a 600 ezer Ft/m² feletti árszinten kelt el, míg egy évvel korábban ez az arány még csupán 24% volt. Az 50 millió forint feletti ingatlantranzakciók aránya ezzel párhuzamosan csaknem megduplázódott (27%-ról 49%-ra). Az első lakásukat vásárlók aránya viszont stagnál az előző év azonos időszakához viszonyítva.
2025. 07. 25. 22:00
Megosztás:

A várakozási idő a legnagyobb különbség az állami és magánellátás között

Tovább nőtt az állami és a magán szakorvosi ellátások megítélése közötti különbség egy országos kutatás eredményei alapján. Bár mindkét szektorban tapasztalhatók kedvezőtlen folyamatok, a magyarok ötöde már magán szakorvoshoz fordul, elsősorban a rövidebb várakozási idő, valamint a jobb körülmények és felszereltség miatt.
2025. 07. 25. 21:00
Megosztás:

Czomba Sándor: a kormány célja, hogy mindenki, aki akar és tud, az dolgozhasson

A Központi Statisztikai Hivatal adatai alapján a munkaerőpiac továbbra is stabil idehaza, a munkanélküliségi ráta egy év alatt 4,3 százalékra javult, így továbbra is az európai uniós átlag alatt van.
2025. 07. 25. 20:00
Megosztás:

Továbbra is 4,3%-on a munkanélküliségi ráta

Júniusban 4 millió 679 ezer fő volt a foglalkoztatottak száma a 15-74 év közötti munkaképes korú népesség körében, ami 10 ezer fővel magasabb a májusi szintnél, de 45 ezerrel elmarad a tavaly júniusitól.
2025. 07. 25. 18:00
Megosztás:

Csökkent a Masterplast árbevétele az első fél évben

A Masterplast konszolidált árbevétele az első fél évben 65,8 millió euró volt, 2 százalékkal elmaradt az előző évi bázistól, a második negyedévben 32,4 millió eurót tett ki, 6 százalékkal alacsonyabbat az előző év azonos időszakához képest - közölte a cég csütörtökön a Budapesti Értéktőzsde (BÉT) honlapján közzétett első féléves jelentésében.
2025. 07. 25. 17:00
Megosztás:

Rekordon az elektromos autók értékesítése Magyarországon

Júniusban 7,3%-kal csökkent az új autók értékesítése Európában, viszont az elektromos autóké 7,7%-kal, a hibrideké pedig 6,2%-kal növekedett. A tisztán elektromos autók piaci részesedés 16,7% volt a hónapban.
2025. 07. 25. 16:00
Megosztás:

Jó helyen van az EKB

Az EKB a várakozásoknak megfelelően 2,15%-on tartotta az alapkamatot és 2,0%-on a betéti rátát.
2025. 07. 25. 15:00
Megosztás:

Eldőlt, ki hol tanul ősztől, a bankok pedig egyre több pénzzel várják a diákokat

Tegnap este tették közzé a felsőoktatási felvételi ponthatárokat, diákok tízezrei tudták meg, hogyan alakul az életük szeptembertől. Azok számára, akik hamarosan megkezdhetik egyetemi vagy főiskolai tanulmányaikat, elengedhetetlen lesz egy saját bankszámla megnyitása. Ezt a bankok is tudják, ezért minden évben egyre vonzóbb akciókkal próbálják meg a fiatalokat rávenni a számlanyitásra. A jutalom a kedvező számlavezetési feltételek mellett akár több tízezer forint is lehet, érdemes élni a lehetőséggel - írja közleményében a Bank360.
2025. 07. 25. 14:00
Megosztás:

A Fed-elnök körmére nézett Trump

Donald Trump látogatást tett a jegybank székházában, és szemügyre vette az épületek túlárazottnak tartott felújítását. Az utóbbi hetekben többször felmerült az ügy, mint lehetséges indok Jerome Powell jegybankelnök menesztésére. Most azonban Trump óvatosabban fogalmazott a Fed-elnök elbocsátásával kapcsolatban: „Ezt megtenni nagy lépés lenne, és egyszerűen nem hiszem, hogy szükség lenne rá”.
2025. 07. 25. 13:00
Megosztás:

Erősödő kötvényhozamok Európában az EKB szigorú jelzései nyomán

Emelkedtek a kötvényhozamok tegnap a fejlett gazdaságok kötvénypiacain. Ehhez hozzájárult az, hogy az EKB szigorú hangvételben nyilatkozott azután, hogy hosszú kamatcsökkentési ciklusa után tegnap először hagyta változatlanul az alapkamatot.
2025. 07. 25. 12:00
Megosztás:

Fájdalommentes, altatásos fogászat: ezért jönnek a világ minden tájáról a páciensek Budapestre

Új lendületet kapott az elmúlt években a fogászati turizmus, a nyugati határvidék mellett Budapest egyre meghatározóbb úti céllá válik a külföldi páciensek körében. A kedvező árak mellett a magyar fogorvosok kiemelkedő szaktudása, a fájdalommentes és altatásos beavatkozások, valamint a modern technológiai háttér mind hozzájárulnak ahhoz, hogy már a világ távoli pontjairól – Skandináviától Brazíliáig – is érkeznek betegek a fővárosi rendelőkbe. Az Imperial Dental új fogászati központja a budapesti Liv Duna Medical Centerben új szintre emeli a hazai és nemzetközi fogászati ellátást.
2025. 07. 25. 11:00
Megosztás:

Szárnyalt az S&P 500 és a Nasdaq, a Dow esett

Míg az S&P500 (+0,1%), illetve a Nasdaq Composite (+0,2%) rekorddöntésekkel zárták a csütörtököt, melyet nagyban a Google-anyavállalat Alphabet (+1%) remekelése idézett elő, addig a Dow 0,7%-kal esett, amihez az IBM (-7,6%) csalódást keltő bevételi jelentése is hozzájárult. Jól szerepelt az Amazon, a Microsoft, valamint az NVIDIA is, melynek részvényei csakúgy 1%-kal drágultak.
2025. 07. 25. 10:00
Megosztás:

Óvatosan optimista hangulat a nyugat-európai részvénypiacokon az EU-USA vámegyezség vélelmezett közeledtével

Többnyire pozitívan zárták a csütörtököt a nyugat-európai részvényindexek; a pán-európai Stoxx600 második napja emelkedik, tegnap mérsékelten, 0,2%-kal került feljebb, hasonlóan a német DAX-hoz.
2025. 07. 25. 09:00
Megosztás:

Panelboomot hozhat alakáspiacon az Otthon Start Program

A panellakások és ezek eladói lehetnek az Otthon Start Program nyertesei, mivel a fiatal első lakásvásárlók körében már eddig is népszerű ingatlantípusnak számítottak. A panelek népszerűségének egyik oka, hogy 26 százalékkal olcsóbbak, mint egy hasonló helyen található hasonló állapotú téglaépítésű lakás. Az ingatlan.com megnézte, hogy a különböző fővárosi kerületekben és egyetemvárosokban a leggyakoribb 53 négyzetméteres panellakások esetében hogyan alakul az ingatlanok átlagára, a vásárláshoz szükséges önrész összege, valamint a kedvezményes hitel törlesztőrészlete és az átlagos bérleti díja. A kutatásból kiderült, hogy az esetek többségében egy Otthon Start hitelből finanszírozott 53 négyzetméteres panellakás havi törlesztőrészlete kevesebb, mint ugyanannak a lakásnak a bérleti díja.
2025. 07. 25. 08:00
Megosztás:

Egy kínai vállalat kétszáz új munkahelyet hoz létre Kaposváron

A kínai tulajdoni hátterű J-Star Motion Hungary Kft. zöldmezős beruházása kétszáz új munkahelyet hoz létre Kaposváron, ami ismét rávilágít, hogy Magyarország az utóbbi tizenöt évben milyen sokat profitált a keleti nyitás stratégiájából - közölte Szijjártó Péter külgazdasági és külügyminiszter pénteken a városban.
2025. 07. 25. 07:00
Megosztás: