Ahogy a korábbi hivatalos közleményben, úgy a tegnapi bejelentésben is hangsúlyozták, hogy a magyarországi kvantuminformatikai kutatásokat a Kvantuminformatikai Nemzeti Laboratórium intézményeken és diszciplínákon átívelő tevékenysége fogja össze jelenleg a legszélesebb körben.
Az ELTE Informatikai Karán és Természettudományi Karán a következő területeken végeznek kutatásokat: kvantumszámítógépek programozását megkönnyítő programozási nyelvek és szoftverfejlesztési eszközök (fordítóprogramok, elemző, profilozó és refaktoráló eszközök), klasszikus és kvantumos programelemek egyesítése, kódoptimalizálási módszerek, kvantumalgoritmusok, kvantumszámítógép-szimulátorok, posztkvantum kriptográfia, valamint optikai és kvantumoptikai alapjelenségek kísérleti úton való tanulmányozása.
Az ELTE a Laboratóriumban folyó kutatómunka infrastrukturális háttereként 2021 végén szerzett be egy Közép-Európában egyedülálló, a világ élvonalát képviselő fotonikus processzort. A fotonikus processzorok kulcsfontosságúak mind a kvantumos, mind a fényt használó információfeldolgozási feladatokban. Mivel a lineáris optikai kvantuminformáció-feldolgozáshoz nagy méretű és alacsony veszteségű programozható fotonikus processzorokra van szükség, a Laboratórium támogatásával az ELTE választása egy egyetemi startup, a University of Twente campusán működő QuiX Quantum univerzális kvantumfotonikus processzorára esett.
Vattay Gábor, a Természettudományi Karon működő tudományos műhely vezetője elmondta, ez egy kis veszteségű, 8 üzemmódú, hangolható lineáris interferométer. A nyalábokra osztott lézersugár interferenciáját mérő műszer a hullámvezetők elrendezése miatt tetszőleges lineáris optikai transzformációt, azaz számítási műveletet tesz lehetővé. A műveleteket a processzorhoz csatlakoztatott hagyományos számítógépen futó program vezérli.
Az eszköz programozása egy unitér mátrix segítségével történik. A jelenleg 8*8-as mátrix alatt a processzor meghatározott megbízhatósággal hajtja végre a programot. A program megbízhatósága mérhető, és az előforduló hibák mintázatai akár gépi tanulási algoritmusok segítségével detektálhatóak. E tudás birtokában az ELTE-n különféle hibajavítási technikákat dolgoznak ki, és a kutató akár egy egyszerű önellenőrzéssel átalakíthatja a mátrixát úgy, hogy a mérési eredmény az elvárthoz a lehető legközelebb legyen.
Az új típusú számítógép-architektúrák nem jelentenek gyakorlati megoldást minden számítási problémára, de rendkívül jól használhatók olyan problémák esetén, amelyekhez nagyszámú lehetséges kombináció kiszámítása szükséges. Nagy hatékonyság várható például a gépi tanulás, a kombinatorikus optimalizálás, az adatbázis-keresés, a portfólió-optimalizálás területén. A kiberbiztonság szempontjából fontos alkalmazási lehetőség a véletlenszám-generálás, valamint a nagy számok faktorizációja.
A kvantumos és fotonikus eszközök jelenleg drágák, rossz a hibatűrésük, (bizonyos fajtáik) nagyok, és speciális környezetet igényelnek, ezért a fejlesztési folyamat sikerének zálogai a felhasználóbarát architektúrák és a felhőben való használhatóság, az infrastruktúra megosztása, a hozzáférés biztosítása és a szimuláció.
