Në dhjetor 2024, Google prezantoi Willow, një çip kuantik me 105 kubitë. Titujt e mediave ishin spektakolarë: një llogaritje që çipi e kreu në më pak se pesë minuta do t’i duhej një prej superkompjuterëve më të shpejtë në botë rreth 10 septilion vjet, një numër shumë më i madh se mosha e universit.

Por çfarë do të thotë kjo në praktikë? A jemi afër kompjuterëve kuantikë që zgjidhin probleme reale? Përgjigjja e shkurtër: arritja është e rëndësishme, por jo për arsyen që theksojnë shumica e titujve.

Çfarë është një kompjuter kuantik

Kompjuterët klasikë përpunojnë informacionin me bite, që janë ose 0 ose 1. Kompjuterët kuantikë përdorin kubitë, të cilët, falë ligjeve të mekanikës kuantike, mund të ndodhen në një mbivendosje të gjendjeve dhe mund të ndërlidhen me njëri-tjetrin. Për disa lloje specifike problemesh, kjo mund të sjellë përshpejtime të mëdha.

Problemi kryesor është brishtësia. Kubitët janë jashtëzakonisht të ndjeshëm ndaj zhurmës nga mjedisi: dridhjeve, ndryshimeve të temperaturës, rrezatimit. Çipat si Willow punojnë në temperatura afër zeros absolute, brenda frigoriferëve të posaçëm, dhe prapëseprapë bëjnë gabime shumë më shpesh se kompjuterët klasikë.

Arritja e vërtetë: gabimet që ulen

Arritja më e rëndësishme e Willow-it, e publikuar në revistën shkencore Nature, lidhet me korrigjimin e gabimeve kuantike.

Ideja e korrigjimit është të kombinohen shumë kubitë fizikë për të krijuar një “kubit logjik” më të besueshëm. Për dekada, problemi ishte se shtimi i më shumë kubitëve fizikë shtonte edhe më shumë burime gabimi, kështu që sistemi përkeqësohej në vend që të përmirësohej.

Me Willow, ekipi i Google tregoi se, duke rritur madhësinë e kubitit logjik nga një rrjetë 3×3 në 5×5 dhe pastaj në 7×7 kubitë fizikë, shkalla e gabimeve të kubitit logjik u përgjysmua në çdo hap. Ky rezultat njihet si funksionim “nën prag” dhe është një kusht themelor për ndërtimin e kompjuterëve kuantikë të mëdhenj dhe të besueshëm. Studiuesit e kanë kërkuar këtë rezultat që nga vitet 1990.

Po testi i “10 septilion viteve”?

Testi i dytë ishte i ashtuquajturi kampionim i qarqeve të rastësishme (random circuit sampling). Ai është projektuar posaçërisht për të qenë i vështirë për kompjuterët klasikë dhe i përshtatshëm për ata kuantikë. Google e ka përdorur këtë test që nga viti 2019, kur shpalli për herë të parë “epërsinë kuantike”.

Problemi është se ky test nuk ka përdorim praktik. Ai tregon se kompjuteri kuantik bën diçka që kompjuterët klasikë nuk e bëjnë dot, por jo diçka të dobishme. Po ashtu, krahasimet me superkompjuterët klasikë varen nga algoritmet e përdorura, të cilat vazhdojnë të përmirësohen.

Kur vjen dobia praktike

Shkencëtarët pajtohen se aplikimet më premtuese të kompjuterëve kuantikë janë:

  • simulimi i molekulave dhe materialeve, për zhvillimin e barnave, baterive dhe katalizatorëve;
  • disa probleme optimizimi në logjistikë dhe financë;
  • kriptografia, ku kompjuterët kuantikë mund të thyejnë disa nga sistemet e sotme të enkriptimit.

Për të gjitha këto, nevojiten kompjuterë me shumë më tepër kubitë të korrigjuar. Vlerësimet ndryshojnë, por shpesh flitet për qindra mijëra deri në miliona kubitë fizikë. Willow ka 105. Distanca mbetet e madhe, edhe pse rruga tani duket më e qartë.

Çfarë do të thotë për sigurinë e internetit

Pjesa më e madhe e komunikimit të sigurt në internet mbështetet te algoritme si RSA, të cilat mund të thyhen teorikisht nga një kompjuter kuantik mjaftueshëm i fuqishëm. Willow nuk është as afër këtij niveli.

Megjithatë, ekziston rreziku i “mbledh tani, deshifro më vonë”: të dhëna të enkriptuara sot mund të ruhen dhe të deshifrohen në të ardhmen. Për këtë arsye, Instituti Kombëtar i Standardeve dhe Teknologjisë i SHBA-së (NIST) publikoi në gusht 2024 standardet e para për kriptografinë post-kuantike, algoritme që konsiderohen rezistente ndaj kompjuterëve kuantikë. Bankat, qeveritë dhe kompanitë e teknologjisë kanë filluar kalimin gradual drejt tyre. Kjo lidhet drejtpërdrejt me sigurinë kibernetike të përditshme, edhe pse në një horizont kohor më të gjatë.

Gara globale

Google nuk është vetëm. IBM, Quantinuum, IonQ, Microsoft dhe startup-e të tjera ndjekin qasje të ndryshme teknologjike: kubitë superpërçues, jone të kapura, atome neutrale ose fotone. Kina, Shtetet e Bashkuara dhe Bashkimi Evropian investojnë shuma të mëdha publike në këtë fushë, duke e konsideruar atë strategjike.

Përfundim

Willow nuk e ka sjellë ende epokën e kompjuterëve kuantikë të dobishëm, por ka zgjidhur një nga pengesat më të rëndësishme drejt tyre: tregoi se gabimet mund të ulen ndërsa sistemi rritet. Testi i famshëm i “10 septilion viteve” është më pak i rëndësishëm se sa duket. Për lexuesin, mesazhi është i qartë: përparimi është real, por aplikimet praktike në shkallë të gjerë mbeten ende disa vite, ndoshta edhe më shumë, larg.