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 Soproni Egyetem egyeztetése kínai befektetőkkel

A Soproni Egyetem meghívására 4 fős kínai befektetői és kutatói delegáció érkezett Sopronba kétnapos látogatásra 2025. június 18-19. között. Az intézmény vezetősége kétnapos programmal várta a vállalatvezetőket, akiket a Shandongi Erdészeti Akadémia vezető kutatója is elkísért. Az egyetem célja, hogy közösen kutatási, szolgáltatási központot hozzanak létre Sopronban, segítve mind a hazai, mind a kínai (jelen esetben Shandong tartomány) faipari vállalatok sikeres együttműködését, a hazai vállalatok kínai és a kínai vállalatok európai piacra jutását, az egyetem számára pedig a szolgáltatások révén megkerülhetetlen híd szerepet és folyamatos bevételeket, lehetőségeket teremtsen.
2025. 06. 20. 03:00
Megosztás:

Egy magyar nyugdíjpénztár végre kimondja az igazat!

Tudatosabb pénzügyi jövő felé tartunk – egyre fiatalabb korban kezdenek el félretenni a magyarok.
2025. 06. 20. 02:00
Megosztás:

Törvényi döntés! A NŐK40 nyugdíj így számítandó ki

Bár még évekre van a nyugdíjkorhatár elérésétől, sokan már időben elkezdenek készülni a nyugdíjba vonulásra – ahogyan mondani szokás: „összeszámoltatják az éveiket”. Különösen gyakori ez azoknál a hölgyeknél, akik a „nők 40” kedvezményes nyugdíjazási lehetőséggel szeretnének élni, és pontosan szeretnék megtudni, mikortól jogosultak erre az ellátásra.
2025. 06. 20. 01:30
Megosztás:

Ne vegyél most panellakást! Elmondjuk miért

Március és május között országosan átlagban 5,8%-ot lehetett alkudni az eladott lakóingatlanok árából, azonban a paneleknél tovább szűkült a vevők mozgástere – derül ki az OTP Ingatlanpont adataiból. A tavaszi hónapokban Budapesten tovább csökkent a rés a hirdetési és az eladási árak között, ami jól mutatja a lakáspiaci tendenciákat, hiszen közben a községekben továbbra is jelentős az alku lehetősége.
2025. 06. 20. 01:00
Megosztás:

A Wizz Air felfüggeszti dubaji és abu-dzabi-i járatait

A közel-keleti konfliktus eszkalálódása, valamint az ennek nyomán elrendelt légtérzárak miatt a Wizz Air július 3-tól szeptember 15-ig felfüggeszti a dubaji és abu-dzabi-i járatait - közölte a Wizz Air Magyarország csütörtökön az MTI-vel.
2025. 06. 20. 00:30
Megosztás:

Már csak 3 nap van a Solaxy tokenek tőzsdére kerüléséig

A Solaxy a kripto történelem egyik legsikeresebb előértékesítését tudhatja maga mögött, és néhány napon belül a tőzsdéken is elérhetővé válnak a SOLX tokenek. A tőzsdére kerülés közeledtével egyre többek igyekeznek olcsón bevásárolni a tokenekből, hiszen a Solaxy 2025 egyik legígéretesebb kripto befektetésének ígérkezik.
2025. 06. 20. 00:01
Megosztás:

Hamarosan nyit Magyarország legbiztonságosabb széfszolgáltatása

Megismételhetetlen látogatás a titkos, földalatti páncélteremben a Múzeumok Éjszakáján.
2025. 06. 19. 23:30
Megosztás:

Kiterjesztik a Véda kamerarendszert a vasúti átjárókra is

Kiterjesztik a VÉDA Közúti Intelligens Kamerahálózatot a vasúti átjárókra is - jelentette be a MÁV-csoport vezérigazgatója a Siófok-Szabadifürdő egyik átkelőjénél tartott csütörtöki sajtótájékoztatón. Hegyi Zsolt ezt a vasúti piros jelzés presztízsének csökkenésével indokolta.
2025. 06. 19. 23:00
Megosztás:

Nem módosította alapkamatát a Bank of England

A várakozásoknak megfelelően nem módosította 4,25 százalékos alapkamatát a Bank of England.
2025. 06. 19. 22:30
Megosztás:

Hat helyet javított Magyarország az IMD nemzetközi versenyképességi ranglistáján

Magyarország hat helyet előre lépve a 48. lett a svájci IMD intézet legfrissebb nemzetközi versenyképességi ranglistáján. A kormány célja, hogy tovább erősítse Magyarország adócsökkentésre, beruházásösztönzésre és munkahelyteremtésre épülő gazdaságpolitikáját, többek közt a Demján Sándor Programon keresztül, amely több mint 1400 milliárd forintot juttat a hazai kkv szektornak.
2025. 06. 19. 22:00
Megosztás:

A balatoni nyaralók mára második otthonként funkcionálnak

A balatoni régió ingatlanpiaca az elmúlt években jelentős átalakuláson ment keresztül. A Duna House siófoki szakértője szerint a korábban elsősorban szezonális használatra vásárolt ingatlanok manapság teljes értékű második otthonként funkcionálnak, aminek következtében nemcsak az árak stabilizálódtak, de a balatoni szezon is kitolódott. Egész évre.
2025. 06. 19. 21:30
Megosztás:

Légkondi a nyaralóban? Erre figyelj, ha beszereled!

A nyaralók, víkendházak legfőbb ismérve, hogy csak időszakosan, elsősorban nyáron vannak használatban. Sőt előfordul, hogy a nyári hétköznapokon is üresen állnak. Jellemzően a nyaralók nem rendelkeznek fűtési rendszerrel, sőt a hűtésük sem megoldott. A nyaralók klimatizálásakor speciális szempontokat szükséges figyelembe venni, különösen, ha felmerül az igény az egész éves komfort biztosítására. Szakértőnk osztja meg a legfontosabb tudnivalókat annak érdekében, hogy a kikapcsolódásra szánt ingatlan valóban a nyugalom szigete lehessen télen-nyáron.
2025. 06. 19. 21:00
Megosztás:

Gyengült a forint estére

Gyengült a forint a főbb devizákkal szemben csütörtökön kora estére a bankközi devizapiacon reggelhez képest.
2025. 06. 19. 20:00
Megosztás:

Kártalanításban részesülhetnek az MBH Banktól a Google-csalás áldozatai

Bár a „Google-csalás” néven elhíresült elkövetések hátterében nem a banki rendszerek sérülékenysége áll, hanem az adathalász támadások során az ügyfelektől megszerzett érzékeny személyes és banki adatok, valamint a Google keresőben meghirdetett hamis banki oldalak, az MBH Bank méltányossági alapon, adott feltételrendszer alapján megtéríti a 2025. március 15. és május 31. közötti Google-csalás típusú adathalász támadás áldozatául esett és panaszt tett ügyfelek kárának 70%-át.
2025. 06. 19. 19:30
Megosztás:

Nagyot nyerhetsz a lítium árak emelkedésével

A globális lítiumárak rendkívüli, hullámvasútra emlékeztető pályát tudhatnak maguk mögött. Ezt a változást a részvényárak is lekövették az évek alatt. A lítium árfolyamának felfutását komoly visszaesés követte, a lítium-karbonát és lítium-hidroxid ára 2023-ban az ötödére esett. A beszűkülő marzsok pedig nagymértékben meghatározták a vállalatok stratégiáját. Ez a profitzuhanás a negatívumokkal együtt a piacra való betörést is korlátozta.
2025. 06. 19. 18:30
Megosztás:

131 új Credobus érkezik a MÁV Személyszállítási Zrt.-hez

Nyár közepéig 131 darab új Credobus-t ad át a MÁV Személyszállítási Zrt.-nek a Kravtex-Kühne csoport. Az első járművek már forgalomba álltak a Balaton térségében - tájékoztatta a győri és mosonmagyaróvári buszgyártó csütörtökön az MTI-t.
2025. 06. 19. 18:00
Megosztás:

Újabb befektetői ranglistán lépett előre Magyarország

Ismét bekerült Magyarország a legjobb befektetői megítéléssel rendelkező feltörekvő gazdaságok körébe, és a kelet-közép-európai térségben egyedüliként javította pozícióját a Kearney nemzetközi üzleti tanácsadó társaság új felmérése szerint - közölte a HIPA Nemzeti Befektetési Ügynökség csütörtökön az MTI-vel.
2025. 06. 19. 17:30
Megosztás:

Mérséklődött az infláció Ausztriában

Ausztriában a fogyasztói árak éves növekedési üteme az előzetes becsléssel összhangban 3,0 százalék volt májusban, miután áprilisban 3,1 százalékos emelkedést jegyeztek fel - derült ki az osztrák statisztikai hivatal (Bundesanstalt Statistik Österreich - STAT) végleges adataiból.
2025. 06. 19. 17:00
Megosztás:

A balatoni nyaralók mára második otthonként funkcionálnak

A balatoni nyaralók mára második otthonként funkcionálnak, aminek következtében nemcsak az árak stabilizálódtak, de a balatoni szezon is kitolódott - közölte a Duna House ingatlanközvetítő csütörtökön az MTI-vel.
2025. 06. 19. 16:30
Megosztás:

Így érdemes tervezni a nyaralók hűtését

A nyaralók, víkendházak legfőbb ismérve, hogy csak időszakosan, elsősorban nyáron vannak használatban. Sőt előfordul, hogy a nyári hétköznapokon is üresen állnak. Jellemzően a nyaralók nem rendelkeznek fűtési rendszerrel, sőt a hűtésük sem megoldott. A nyaralók klimatizálásakor speciális szempontokat szükséges figyelembe venni, különösen, ha felmerül az igény az egész éves komfort biztosítására. Szakértőnk osztja meg a legfontosabb tudnivalókat annak érdekében, hogy a kikapcsolódásra szánt ingatlan valóban a nyugalom szigete lehessen télen-nyáron.
2025. 06. 19. 16:00
Megosztás: