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

Felkészültek a Mercedes-Benz gyárak a vállalat történetének eddigi legátfogóbb termékoffenzívájára

A Mercedes-Benz készen áll története legátfogóbb termékoffenzívájára: a következő 3 évben összesen több mint 40 jármű gyártását fogják megkezdeni három kontinensen. A vállalat a „Next Level Production” programmal a digitalizáció és az automatizálás segítségével teszi rugalmasabbá, hatékonyabbá és fenntarthatóbbá a termelését.
2025. 10. 18. 04:00
Megosztás:

Tőzsdére lép az LG Indiában

Az LG Electronics (LG) ma bejelentette leányvállalata, az LG Electronics India Limited (LGEIL) részvényeinek az indiai tőzsdére (NSE) történt bevezetését. Ez valódi mérföldkőnek számít az LGEIL azon törekvésében, hogy India nemzeti vállalatává váljon, miközben megerősíti szerepét az ország gazdasági növekedésének hosszú távú partnereként.
2025. 10. 18. 03:00
Megosztás:

Csődöt jelentett a Pepco - sok üzlet bezárhat

A Pepco német leányvállalata csődvédelmet kért, miközben a vállalat harmadik negyedéves bevétele 7,7 százalékkal emelkedett. Az átszervezés részeként több mint 64 németországi üzlet közül néhányat valószínűleg bezárnak.
2025. 10. 18. 02:00
Megosztás:

Donald Trump átverte a világot: 14 évvel fiatalabb, mint állítja

A világ egyik legismertebb politikusa újra témát adott az orvostudománynak.
2025. 10. 18. 01:00
Megosztás:

5 legjobb kriptovaluta, amelyet ma érdemes megvenned, ha lemaradtál az XRP-ről

A Ripple (XRP) filléres értékről emelkedett minden idők legmagasabb szintjére, 3,65 dollárra. Az azóta tapasztalható fokozatos korrekció jelenleg 2,50 dollár körül tartja az árfolyamot, ami nagyjából 41 000%-os összesített hozamot jelent.
2025. 10. 17. 23:30
Megosztás:

Megduplázhatja az értékét innen a Solana? – Egy 1000 dolláros tét a Digitapra ($TAP) akár 20 000 dollárt is érhet

A kriptovilágban hatalmi átrendeződés zajlik. Az egykor megkérdőjelezhetetlen óriások fényüket vesztik, miközben egy új generációs, ambiciózus projektek kerülnek reflektorfénybe. A korábbi bikapiac egyik sztárja, a Solana, mára mintha kifulladni látszana. Az árfolyam 200 dollár körül mozog, de képtelen áttörni a 250 dolláros szintet – ezt a szintet a kereskedők masszív ellenállási zónának tekintik.
2025. 10. 17. 22:00
Megosztás:

Mínuszban zárták a hetet az európai tőzsdék

Indexveszteséggel zártak pénteken a főbb európai értékpapírpiacok.
2025. 10. 17. 21:00
Megosztás:

Szárnyalnak a stabilcoinok az Ethereumon

Október közepére az Ethereum hálózaton kibocsátott stabilcoinok (angolul: stablecoin) teljes kínálata meghaladta a 180 milliárd dollárt, ami új történelmi csúcs. Ez a mérföldkő nem csupán a stabil érmék növekvő szerepét igazolja, hanem megerősíti az Ethereum pozícióját a decentralizált pénzügyek (DeFi) első számú platformjaként – miközben a kriptoszektor továbbra is a volatilitással és a szabályozói nyomással küzd.
2025. 10. 17. 20:00
Megosztás:

A Kifli.hu anyacége az AutoStore-ral közösen hoz létre a világon egyedülálló, AI-vezérelt központot

A Kifli.hu anyavállalata, a Rohlik-csoport informatikai cége, a Veloq bemutatta a világ legfejlettebb, mesterséges intelligencián alapuló, online élelmiszer-kiskereskedelmi központját Bécsben. A bejelentés egy globális együttműködés kezdetét is jelenti a német AutoStore-ral, az intelligens rendelés-feldolgozás vezető fejlesztőjével. A partnerség célja, hogy világszerte következő generációs automatizálási megoldásokat juttasson el az élelmiszer-kiskereskedőkhöz.
2025. 10. 17. 19:30
Megosztás:

A túlsúllyal élők ismerik a kockázatokat, de még nem fordulnak orvoshoz

Egy friss, a Novo Nordisk megbízásából, a magyar lakosság körében végzett reprezentatív kutatás szerint a fogyni vágyók 88 százaléka számára fontos a jövőbeni betegségek megelőzése. Ez arra utal, hogy a többség tisztában van azzal: a túlsúly és az elhízás nem pusztán esztétikai kérdés, hanem olyan állapot, amely súlyos szövődményeket hordoz. Ennek ellenére sokan még mindig nem fordulnak orvoshoz segítségért.
2025. 10. 17. 19:00
Megosztás:

Mennyi személyi kölcsönt lehet felvenni az átlagbérből?

A Központi Statisztikai Hivatal (KSH) ma reggel publikált adatai szerint idén augusztusban bruttó 683 300 forint volt a teljes munkaidőben alkalmazásban állók átlagkeresete, míg a nettó átlagkereset 472 600 volt - ekkora jövedelemmel akár 15 millió forint személyi kölcsönt is felvehetnek az igénylők. A keresetek mediánértéke bruttó 563 400, illetve nettó 394 300 forint volt, ami viszont kisebb teret hagy a hiteligénylőknek - írja közleményében a Bank360 pénzügyi szakportál.
2025. 10. 17. 18:30
Megosztás:

7000 új munkahelyet hozott létre a dél-koreai Shinheung beruházása Monoron

Hétszáz munkahelyet teremtett a dél-koreai Shinheung kapacitásbővítése Monoron, amely beruházás még tovább erősíti Magyarország szerepét az elektromos autóipari forradalomban - közölte Szijjártó Péter külgazdasági és külügyminiszter pénteken Monoron.
2025. 10. 17. 18:00
Megosztás:

Beperelte az Európai Bizottságot a román Romgaz

Beperelte az Európai Bizottságot a román állami gázipari vállalat, a Romgaz - írta az economedia.ro a cég közleménye alapján.
2025. 10. 17. 17:30
Megosztás:

Kormánydöntés készül: 2026-ban is garantáljuk a rezsicsökkentést

A kormány jogszabályban kívánja rögzíteni, hogy a brüsszeli nyomás ellenére 2026-ban is változatlan feltételekkel biztosítja a rezsicsökkentést a magyar családoknak és nyugdíjasoknak. Az erről szóló jogszabálytervezetet társadalmi egyeztetésre bocsátotta. Az energiabeszerzés és a rezsicsökkentés a most zajló nemzeti konzultációnak is az egyik legfontosabb kérdése - tájékoztatott az Energiaügyi Minisztérium (EM) az MTI-hez pénteken eljuttatott közleményében.
2025. 10. 17. 17:00
Megosztás:

Biztosított a távfűtéses lakások energiaellátása

Felkészült a fűtési szezonra az ország, másfél évnyi lakossági fogyasztásra elég gázt tároltak be a hazai tárolókba, ami kellő biztonságot ad a fűtőerőművek működéséhez - mondta az Energiaügyi Minisztérium (EM) energetikáért felelős államtitkára pénteken Budapesten, az Erőművek Éjszakája megnyitóján.
2025. 10. 17. 16:30
Megosztás:

Nagy Elek üzletember, a Mecénás-díj legelső díjazottja

A Magyar Írószövetség idén hozta létre a Mecénás-díjat, amelyet innentől a szervezet azon támogatóinak ítélnek oda, akik áldozatos munkájukkal és nagyvonalú felajánlásaikkal járulnak hozzá a magyar irodalom és nyelviség fennmaradásáért, az írott hagyományok megőrzéséért a következő generációk számára. A Mecénás-díj legelső díjazottja Nagy Elek üzletember, a Méhes György - Nagy Elek Irodalmi Alapítvány alapítója, a Magyar Kereskedelmi és Iparkamara elnöke lett.
2025. 10. 17. 16:00
Megosztás:

Az 5 legjobb kriptovaluta, amellyel 1000 dollárból 50 000 dollárt csinálhatsz ebben a bikapiacban

A kriptobefektetők ismét olyan eszközöket keresnek, amelyek kis pozíciókból akár életre szóló hozamot is hozhatnak. A 2025–2026-os ciklus a növekedés új korszakának tűnik, és néhány projekt már most élen jár ebben a folyamatban.
2025. 10. 17. 15:30
Megosztás:

Messze nincs még vége az Otthon Start láznak: kiderült, mit gondolnak az ingatlankeresők a piacról

A következő hónapokban is tovább pörgetheti az Otthon Start program az ingatlanpiacot, ugyanis még rengetegen vannak olyanok, akik a közeljövőben tervezik a kedvezményes hitellel a lakásvásárlást - derül ki a zenga.hu hirdetési oldal felhasználói körében végzett felmérésből. A válaszadók a fővárosi kínálattal kevésbé vannak megelégedve, a többség pedig 25 százalék alatti önrésszel tervez.
2025. 10. 17. 15:30
Megosztás:

Ársapkával fagyasztották be a budapesti garzonlakások száguldó árait

Az Otthon Start Program (OSP) bejelentése után megtorpant az első lakásvásárlók kedvenceinek számító fővárosi garzonok drágulása elsősorban a 1,5 milliós négyzetméterár-korlát miatt. A tulajdonosok által meghirdetett használt 30-50 négyzetméteres lakások négyzetméterárainak középértéke tavaly októbertől a program júliusi bejelentéséig 32 százalékkal 1,45 millió forintra nőtt. Az elmúlt három hónapban viszont már csak 4,5 százalékkal emelkedtek a budapesti garzonárak. Érdekes különbség, hogy a tulajdonosok kínálatában szereplő kislakások kevesebb mint feleakkora tempóban drágultak július és szeptember között, mint az ingatlanközvetítők által eladásra kínált használt garzonok. Az OSP szeptemberi indulása óta mindkét eladói csoport kínálatában jelentősen lassult a garzonlakások drágulása, amiben jelentős szerepet játszik, hogy ezeknek az ingatlanoknak az árszintje már a program bejelentésekor is a 1,5 milliós négyzetméterárszint körül táncolt.
2025. 10. 17. 15:00
Megosztás:

Trump egymilliárd dolláros nyereségre tett szert mémérmékből, Bitcoinból és a WLFI-ből

<a href="https://www.bitcoinbazis.hu/bitcoin-banyaszok-balnak-ertekesites/" target="_blank">Donald Trump volt amerikai elnök és családja több mint 1 milliárd dollárt keresett a Bitcoinból</a> és különböző kriptovaluta-projektekből – derül ki a Financial Times friss jelentéséből.
2025. 10. 17. 14:30
Megosztás: