Φανταστείτε να αποκτούσαμε μια δύναμη, κάτι σαν ένα τζίνι, που θα ικανοποιούσε όλες τις ανάγκες και τις επιθυμίες της ανθρωπότητας: θα λύναμε το πρόβλημα της πείνας στον πλανήτη, το ζήτημα της ενέργειας, της υπερθέρμανσης, θα αντιμετωπίζαμε τις ανίατες ασθένειες. Θα εξασφαλίζαμε ίσως ακόμα και την αθανασία. Αυτή η δύναμη είναι ήδη στα χέρια μας, λέει ο Μίτσιο Κάκου, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο Σίτι της Νέας Υόρκης, στο νέο του βιβλίο (Quantum supremacy, How Quantum Computers will Unlock the Mysteries of Science – and Address Humanity’s Biggest Challenges). Ονομάζεται Κβαντική Υπολογιστική και απλώς πρέπει να περιμένουμε λίγο μέχρι να τελειοποιηθεί. Ο Κάκου υποστηρίζει, επίσης, ότι μέσω των κβαντικών υπολογιστών θα ξεκλειδώσουμε τα μυστήρια της επιστήμης και θα βρούμε απαντήσεις σε όλα τα μεγάλα υπαρξιακά ερωτήματα του είδους μας.
Επειδή πρόκειται να περιπλανηθούμε σε εδάφη που μοιάζουν με κινούμενη άμμο, ας κάνουμε ένα μικρό ταξίδι πίσω στον χρόνο, στις αρχές του 20ού αιώνα, όταν φυτεύτηκε ο σπόρος της κβαντικής θεωρίας. Το 1900, ο φυσικός Μαξ Πλανκ θέλει να εξηγήσει το φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπει ένα μελανό σώμα και εισάγει την ιδέα κάποιων ιδιόρρυθμων «πακέτων» ενέργειας, τα οποία ονομάζει «κβάντα». Ο Πλανκ γίνεται ο θεμελιωτής της κβαντικής θεωρίας, μιας θεωρίας που εξηγεί τη φύση και τη συμπεριφορά της ύλης στο ατομικό και το υποατομικό επίπεδο. Η πορεία της θεωρίας στη διάρκεια του 20ού αιώνα περνά μέσα από θύελλες, φτάνοντας να αμφισβητηθεί έντονα το 1926 από τον ίδιο τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, με την περίφημη φράση «ο Θεός δεν παίζει ζάρια». Στις μέρες μας η κβαντική θεωρία έχει γίνει ευρέως αποδεκτή από την επιστημονική κοινότητα και συνιστά από μόνη της μια τεράστια επανάσταση, το μεγαλείο της οποίας είναι δύσκολο να γίνει αντιληπτό, εξαιτίας της περιπλοκότητας και κυρίως της ιδιομορφίας της. Ας δούμε γιατί.
Κορώνα και γράμματα συγχρόνως
Σύμφωνα με τους νόμους της κλασικής φυσικής, οι κινήσεις στην καθημερινότητά μας είναι προβλέψιμες. Αν κλοτσήσετε μια πέτρα σε μια πλαγιά, μπορείτε με υπολογισμούς να βρείτε πόσο γρήγορα θα κυλήσει και πού θα σταματήσει. Στον κόσμο όμως των μικροσκοπικών σωματιδίων, τα πράγματα χαρακτηρίζονται από πολύ μεγάλη αβεβαιότητα. Εκεί, κανείς δεν μπορεί να προβλέψει πού ακριβώς θα βρεθεί ένα ηλεκτρόνιο. Το μόνο που μπορούμε να κάνουμε είναι να υπολογίζουμε τις πιθανότητες να βρεθεί σε κάθε θέση. Ένα από τα πολλά παράξενα στην κβαντική θεωρία είναι η ιδέα της «υπέρθεσης». Φανταστείτε ότι έχετε ένα μαγικό νόμισμα που θα μπορούσατε να το στρίβετε συνεχώς και, αντί να έρχεται κορώνα ή γράμματα, να βρίσκεται ταυτόχρονα και στις δύο θέσεις.
Στον κβαντικό κόσμο, τα σωματίδια μπορούν να βρίσκονται σε κατάσταση υπέρθεσης, να υπάρχουν δηλαδή σε πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα. Εκτός από το ότι μεταφέρονται σε «πακέτα», τα ηλεκτρόνια, τα άτομα Ηλίου, τα νετρόνια ή τα φωτόνια μπορούν να κάνουν πολλά παράξενα πράγματα, όπως το να περάσουν μέσα από τοίχους, να μεταφέρουν πληροφορία μέσω της κβαντικής τηλεμεταφοράς και να αναλύσουν στη στιγμή έναν άπειρο αριθμό διαδρομών μεταξύ δύο σημείων.
Σε αυτές ακριβώς τις αλλόκοτες ιδέες πατάει το σχέδιο της δημιουργίας κβαντικών υπολογιστών. Ο κλασικός υπολογιστής σας, όπως και το τηλέφωνό σας, λειτουργούν μέσα από τον χειρισμό ενός δυαδικού συστήματος. Όλη η πληροφορία που επεξεργαζόμαστε και διακινούμε αποτελείται από 0 και 1, τα οποία ονομάζονται bits. Αυτή είναι η γλώσσα των σημερινών υπολογιστών, μια ατέλειωτη ακολουθία από 0 και 1. Ενώ όμως στα μικροτσίπ των υπολογιστών μας κάθε bit πληροφορίας μπορεί να είναι είτε 0 ή 1, στους κβαντικούς υπολογιστές αυτή η τάξη ανατρέπεται και κάθε bit μπορεί να είναι ταυτόχρονα 0 και 1. Αυτό είναι το κβαντικό bit ή αλλιώς το qubit (το οποίο στο μικροσκόπιο μοιάζει με έναν μικρό αργυρό σταυρό). Βεβαίως, ένα qubit σε υπέρθεση τεχνικά δεν βρίσκεται και στις δύο καταστάσεις την ίδια στιγμή. Στην πραγματικότητα, υπάρχει κάποια πιθανότητα να είναι 1 και κάποια πιθανότητα να είναι 0. Όταν κάποιος το παρατηρεί όμως, τότε «καταρρέει» σε μία απ’ τις δύο θέσεις. Είναι σαν να ρίχνεις ένα κέρμα. Κορώνα το 1 και γράμματα το 0. Σε κατάσταση υπέρθεσης βρίσκεται όταν ακόμα γυρίζει.
Συνθήκες απόλυτου ψύχους
Κάθε άνθρωπος που έρχεται για πρώτη φορά σε επαφή με τα κβαντικά φαινόμενα δυσκολεύεται στην αρχή να χωνέψει τις μυστήριες ιδιότητές τους. Το σημαντικό που πρέπει να κρατήσουμε σ’ αυτή τη φάση είναι ότι οι υπολογισμοί των κβαντικών υπολογιστών είναι αποδεδειγμένα ακριβείς.
Με άλλα λόγια, ο αλλόκοτος υποατομικός κόσμος πάνω στον οποίο χτίζεται η αρχιτεκτονική των κβαντικών υπολογιστών είναι παντελώς αληθινός και όχι μια δομή που προέκυψε από αυθαίρετους υπολογισμούς και παρατηρήσεις. Έως τη δεκαετία του 1990 κανείς δεν γνώριζε πώς να κατασκευάσει κάτι τόσο μικρό που να υπακούει στους αλλόκοτους νόμους της κβαντομηχανικής και τόσο μεγάλο ώστε να μπορεί ταυτόχρονα και να το ελέγχει. Έτσι, το qubit ανήκε μόνο στη σφαίρα της θεωρίας. Εκτός αυτού του περιορισμού όμως, υπήρχε κι ένα ακόμα μεγαλύτερο πρόβλημα: οι παρεμβολές από το εξωτερικό περιβάλλον. Στην κβαντική κλίμακα, ακόμα και ο παραμικρός θόρυβος είναι καταστροφικός. Στη γλώσσα των κβαντομηχανικών, το φαινόμενο ονομάζεται «αποσυνοχή».
Ένα φτέρνισμα στον χώρο είναι αρκετό για να χάσει τη συνοχή του ο κβαντικός υπολογισμός και να καταστραφούν όλα. Συζητάμε, επομένως, για μια εξαιρετικά ευαίσθητη ισορροπία.
Μέσα στο εργαστήριο κβαντικών υπολογιστών της Google στη Σάντα Μπάρμπαρα, όλα είναι «καθαρά, λευκά και ακριβή», γράφει ο δημοσιογράφος του Wired Αμίτ Κατβάλα στο επιτόπιο ρεπορτάζ του.
«Η μεγαλύτερη πρόκληση», του λέει ο Τόνι Μέγκραντ της Google, «είναι να διατηρήσεις ένα κβαντικό σύστημα σε ικανή κατάσταση για αρκετό διάστημα, έτσι ώστε να μπορείς να κάνεις μαζί του πράγματα με νόημα». Για τον λόγο αυτόν, περιγράφει ο δημοσιογράφος, το μεγαλύτερο μέρος του χώρου καταλαμβάνεται από έξι κρυοστάτες, σε δύο σειρές των τριών. Ο κβαντικός υπολογιστής μπορεί να λειτουργήσει μόνο σε συνθήκες απόλυτου ψύχους. Με λίγη φαντασία μοιάζει με έναν χάι-τεκ πολυέλαιο. Το κβαντικό τσιπ κρεμιέται στο κάτω άκρο του, ενώ η κατασκευή είναι σχεδιασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε να το απομονώνει από τη ζέστη, τον θόρυβο, τις δονήσεις και τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. «Η μηχανή χρειάζεται σχεδόν δύο μέρες για να φτάσει το κβαντικό τσιπ στη θερμοκρασία των 10 millikelvin και σχεδόν μία εβδομάδα για να επανέλθει σε θερμοκρασία δωματίου», γράφει ο Κατβάλα.
Ψύλλους στ’ άχυρα
Τον λόγο τώρα έχουν οι επιστήμονες των υπολογιστών. «Υπάρχει η εξής ιδιομορφία στο πεδίο των κβαντικών υπολογιστών: η τεχνολογία κατασκευής βρίσκεται πολύ πιο μπροστά από τις δυνατότητες προγραμματισμού», επισημαίνει ο Ιωάννης Καραφυλλίδης, καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης. «Μπορεί κανείς να παρομοιάσει την κατάσταση με μια αεροπορική εταιρεία που έχει στόλο αεροσκαφών τον οποίο αυξάνει και εκσυγχρονίζει συνεχώς, αλλά δεν υπάρχουν πιλότοι για να τα χειριστούν. Όπως είναι φυσικό, προγραμματιστές κλασικών υπολογιστών προσπαθούν να μεταφέρουν τις γνώσεις και τις ικανότητές τους στον προγραμματισμό κβαντικών υπολογιστών, αλλά το πράγμα δεν λειτουργεί έτσι».
«Ο πραγματικός κόσμος είναι κβαντομηχανικός», μου λέει ο καθηγητής, «αν και εμείς ως όντα με μεγάλη μάζα και κατανάλωση ενέργειας δεν έχουμε άμεση αίσθηση αυτού του γεγονότος. Για παράδειγμα, μια μεταβολή στο μοριακό επίπεδο, μια μεταβολή σε ένα βιολογικό μόριο δηλαδή, είναι κβαντικό φαινόμενο και έχει άμεσες επιπτώσεις στις λειτουργίες των οργανισμών. Με την τεχνολογία αυτή μπορούμε να αξιοποιήσουμε τις κβαντικές ιδιότητες και διεργασίες προς όφελός μας». Κατά τη γνώμη του, οι τομείς που θα ωφεληθούν πιθανότατα περισσότερο θα είναι εκείνοι που βασίζονται στην παραγωγή και την επεξεργασία τεράστιων όγκων δεδομένων, όπως η Αστροφυσική, η Φυσική Υψηλών Ενεργειών, η Μοριακή Βιολογία και η Ιατρική. Με τους κβαντικούς υπολογιστές θα μπορούμε να επεξεργαζόμαστε τάχιστα τεράστιους όγκους δεδομένων, να εντοπίζουμε μοτίβα και θησαυρούς, με άλλα λόγια θα μπορούμε να βρίσκουμε «ψύλλους στ’ άχυρα».
Τι σημαίνει «κβαντική υπεροχή»
Πριν από τέσσερα χρόνια, στις 20 Σεπτεμβρίου του 2019, οι Financial Times δημοσίευσαν ένα ρεπορτάζ σύμφωνα με το οποίο η Google ισχυριζόταν ότι πέτυχε την επονομαζόμενη «κβαντική υπεροχή» με την κατασκευή του μικροτσίπ Sycamore, δηλαδή ενός κβαντικού υπολογιστή με 53 qubits, ο οποίος μπόρεσε να διεκπεραιώσει μια σειρά οδηγιών σε τρία λεπτά και 20 δευτερόλεπτα, όταν για την ίδια δουλειά ένας κλασικός υπερυπολογιστής θα χρειαζόταν 10.000 χρόνια. Λίγο μετά την επιβεβαίωση της είδησης από την Google, η Microsoft (η οποία προτιμά να μιλάει για «κβαντικό πλεονέκτημα» κι είναι μαζί με την IBM, την Amazon, την Intel και άλλους, όπως η Rigetti και η Honeywell, ένας από τους μεγάλους ανταγωνιστές της Google στους κβαντικούς υπολογιστές) ήρθε να αμφισβητήσει τον ισχυρισμό, λέγοντας ότι, σύμφωνα με τους δικούς της υπολογισμούς, ο κλασικός υπερυπολογιστής θα χρειαζόταν δυόμισι μέρες για να ολοκληρώσει τη συγκεκριμένη εργασία. Τα νούμερα ζαλίζουν. Πολλοί, κι ανάμεσά τους ο διευθύνων σύμβουλος της Google, Σάνταρ Πιτσάι, έσπευσαν να πουν ότι το Sycamore ήταν ένα επίτευγμα ανάλογου μεγέθους της πρώτης πτήσης των Αδελφών Ράιτ με αεροπλάνο, το 1903, ή της εκτόξευσης του «Σπούτνικ» το 1957. Η αυγή της κβαντικής εποχής είναι εδώ κι αποτυπώνεται σε μια φρενήρη κούρσα επενδύσεων εκατομμυρίων δολαρίων.
Ο όρος «κβαντική υπεροχή» επινοήθηκε το 2012 από τον φυσικό Τζον Πρέσκιλ για να δηλώσει, όπως μου εξηγεί ο κ. Καραφυλλίδης, «την πρακτική απόδειξη ότι ένας κβαντικός υπολογιστής μπορεί να επιλύσει σε λίγα λεπτά ένα πρόβλημα για το οποίο ακόμη και οι ισχυρότεροι κλασικοί υπολογιστές χρειάζονται αρκετά χρόνια. Η κβαντική υπεροχή έχει αποδειχθεί θεωρητικά και μέχρι την πρακτική της επίτευξη μεσολαβούν τεχνολογικά προβλήματα. Σήμερα υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι θα επιτευχθεί σε λίγα χρόνια».
Τον Δεκέμβριο του 2020, στην τεχνολογική διελκυστίνδα μπήκε η Κίνα με το Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογιών της, ανακοινώνοντας ότι βρέθηκε ο τρόπος ώστε ένας κβαντικός υπολογιστής να μπορεί να κάνει μια υπολογιστική δουλειά σε 3 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα, εκεί που ένας υπερυπολογιστής θα χρειαζόταν 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Αμέσως μετά, ομάδες του ίδιου πανεπιστημίου κατασκεύασαν δύο κβαντικούς υπολογιστές που ήταν κατά 3 qubits πιο ισχυροί από τον Sycamore της Google. Το 2022, η IBM ανακοίνωσε ότι ο δικός της κβαντικός υπολογιστής, ο Osprey, δούλευε με 433 qubits. Έως το τέλος του 2023 δηλώνει ότι θα έχει έναν ακόμα πιο ισχυρό, τον Condor, με 1.121 qubits. Ο δημόσια εκφρασμένος μακροπρόθεσμος στόχος της εταιρείας είναι να δημιουργήσει έναν κβαντικό υπολογιστή με ένα εκατομμύριο qubits. Αρκετοί λένε ότι αυτό είναι εφικτό, αλλά κάποιοι άλλοι διαφωνούν.
Δοκιμάστε τον κβαντικό υπολογιστή
Το σημαντικό είναι ότι δεν ξέρουμε ακόμα ποια τεχνολογία κβαντικού υπολογιστή από τις πολλές θα επικρατήσει. Είμαστε ακόμα στο στάδιο NISQ (Noisy Intermediate Scale Quantum), όπου η κβαντική υπόθεση είναι θορυβώδης κι αρχάρια ως προς την κλίμακα. «Επειδή τα επίπεδα λάθους είναι μεγάλα, θα χρειάζονταν μηχανές με χιλιάδες qubits για να “τρέξουν” αλγόριθμους οι οποίοι θα είναι χρήσιμοι στον κόσμο μας», τονίζει ο κ. Καραφυλλίδης. Ωστόσο σήμερα, αν και η τιμή ενός μεμονωμένου κβαντικού υπολογιστή είναι προφανώς απαγορευτική για το γενικό κοινό, μπορεί ο καθένας να αποκτήσει πρόσβαση σ’ έναν κβαντικό υπολογιστή καταβάλλοντας ένα μικρό ποσό. Το IBM Q Experience είναι ένα καλό παράδειγμα, μια υπηρεσία πρόσβασης σε κβαντικό υπολογιστή, η οποία χρησιμοποιείται μηνιαίως από 2.000 και πλέον πολίτες διεθνώς.
«Η κβαντική υπεροχή έχει αποδειχθεί θεωρητικά. Σήμερα υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι θα επιτευχθεί σε λίγα χρόνια», λέει ο καθηγητής Ιωάννης Καραφυλλίδης.
Μαζί με τις τεράστιες υποσχέσεις, όμως, αναδύεται και μια μεγάλη ανησυχία, που σχετίζεται με την ασφάλεια των επικοινωνιών μας. Ένας κβαντικός υπολογιστής θα μπορούσε να σπάσει όλους τους κωδικούς του κόσμου με μεγάλη ευκολία και να προκαλέσει χάος. Ο κ. Καραφυλλίδης είναι καθησυχαστικός. «Σήμερα χρησιμοποιούνται ευρέως κρυπτογραφικά συστήματα δημόσιου κλειδιού, όπως το σύστημα RSA και τα παράγωγά του. Αυτά τα κρυπτογραφικά συστήματα είναι αδύνατον να κρυπταναλυθούν, να “σπάσουν” δηλαδή, με τη χρήση κλασικών υπολογιστών. Τα χρησιμοποιούμε διαρκώς, χωρίς ίσως να το ξέρουμε, στην καθημερινότητά μας, για παράδειγμα στις τραπεζικές συναλλαγές, στις πληρωμές λογαριασμών και στην ηλεκτρονική επικοινωνία μας. Ο κβαντικός αλγόριθμος του Shor, όταν εκτελείται με έναν κβαντικό υπολογιστή, μπορεί να σπάσει αυτά τα κρυπτογραφικά συστήματα σε χρόνους της τάξεως των λίγων λεπτών. Η ανησυχία λοιπόν υπάρχει.
Για τον λόγο αυτόν η επιστήμη της κρυπτογραφίας έχει δημιουργήσει ένα νέο πεδίο, την κρυπτογραφία μετά τους κβαντικούς υπολογιστές. Ο όρος είναι post-quantum cryptography (μετα-κβαντική κρυπτογραφία). Η έρευνα στο πεδίο αυτό αποσκοπεί στη δημιουργία νέων κρυπτογραφικών συστημάτων, τα οποία δεν θα μπορούν να σπάσουν από τους κβαντικούς υπολογιστές».
Φούσκα;
Παρατηρώντας όλες αυτές τις εξελίξεις, εύλογα αναρωτιέται κάποιος μήπως είμαστε σε μία ακόμα τεχνολογική φούσκα. Ο καθηγητής δηλώνει κατηγορηματικά όχι, λέγοντας ότι ίσως να παρατηρείται κάποια υπερβολή. «Είναι κατανοητό. Κάθε νέα τεχνολογία κεντρίζει το ενδιαφέρον μας. Οι πολίτες έχουν κάθε δικαίωμα να ενημερώνονται για τις εξελίξεις της επιστήμης και της τεχνολογίας, οι οποίες πιθανόν να επηρεάσουν την καθημερινότητά τους. Το ερώτημα είναι πώς και από ποιους γίνεται η ενημέρωση. Έχω τη γνώμη ότι οι επιστήμονες δεν είμαστε οι πιο κατάλληλοι να το κάνουμε αυτό, γιατί είμαστε υποχρεωμένοι να εκφραζόμαστε με τρόπους και όρους που δεν ξεφεύγουν από το αυστηρό επιστημονικό πλαίσιο. Επομένως, μεταξύ της επιστήμης, όπως αυτή εκφράζεται με δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά, και των πολιτών θα πρέπει να υπάρχει ένα αξιόπιστο και υπεύθυνο σύστημα ενημέρωσης, αυτό που παλιά λέγαμε “εκλαΐκευση της επιστήμης”.
Ένα τέτοιο σύστημα υπάρχει στο εξωτερικό και λειτουργεί σχετικά καλά με εξειδικευμένα περιοδικά και ανθρώπους. Στην Ελλάδα υπάρχει κενό στην περιοχή αυτή, με αποτέλεσμα ο πολίτης να μένει αβοήθητος στο θέμα της κατανόησης της επιστημονικής προόδου και των επιπτώσεών της».
Υπενθυμίζω στον καθηγητή μια ελπιδοφόρα είδηση που έρχεται από την Ευρωπαϊκή Ένωση, η οποία ανακοίνωσε πρόσφατα την εγκατάσταση επτά κβαντικών υπολογιστών σε ισάριθμες πόλεις της επικράτειάς της, για ερευνητικούς σκοπούς. Σταδιακά, και στη δική μας ήπειρο θα έχουμε αυξανόμενα την ευκαιρία να πειραματιστούμε και να αξιοποιήσουμε το δυναμικό των κβαντικών υπολογιστών. «Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει ανακηρύξει την Κβαντική Υπολογιστική και τις Κβαντικές Τεχνολογίες ως μία από τις “ναυαρχίδες” έρευνας και τεχνολογίας, το γνωστό Quantum Flagship. Το ποσό που επενδύεται συνολικά στην Ευρώπη ξεπερνά κατά πολύ τα 100 εκατ. ευρώ που έχουν ανακοινωθεί. Η ΕΕ δεν έχει κανέναν λόγο να μην είναι όχι μόνο ανταγωνιστική, αλλά και πρωτοπόρος στον τομέα αυτόν. Ένα πρόβλημα που βλέπω είναι οι γνωστές “γραφειοκρατικές” καθυστερήσεις, που δεν βοηθούν όταν πρόκειται για έναν ραγδαία αναπτυσσόμενο τομέα», λέει ο κ. Καραφυλλίδης.
Η Ελλάδα ακολουθεί
Και η Ελλάδα πού βρίσκεται σ’ αυτό το γιγάντιο κύμα; Ο καθηγητής πιστεύει ότι το κράτος και οι ελληνικές επιχειρήσεις δεν έχουν κανένα συμφέρον να επενδύσουν στην κατασκευή ολοκληρωμένων κβαντικών υπολογιστών. «Είναι όμως σημαντικό», προσθέτει, «να επενδύσουν στην κατασκευή εξαρτημάτων (qubits, για παράδειγμα) και στην ανάπτυξη κβαντικών αλγορίθμων που θα έχουν ως στόχο την επίλυση προβλημάτων που μας αφορούν. Επίσης σημαντική είναι η ανάπτυξη λογισμικού για τον σχεδιασμό κβαντικών επεξεργαστών. Τα πεδία αυτά απαιτούν την ταχεία και ουσιαστική εκπαίδευση Ελλήνων επιστημόνων στη χρήση των τεχνολογιών αυτών». Όσο για την έρευνα, αυτή «βρίσκεται ακόμα σε σχετικά αρχικό, αλλά πολύ δυναμικό στάδιο». Ο καθηγητής τονίζει ότι «αυτή τη φορά υπάρχει σύνδεση της εκπαίδευσης, της έρευνας και της τεχνολογίας. Ελπίζω να πάμε καλά. Με χαρά βλέπω τμήματα ελληνικών πανεπιστημίων να εντάσσουν ανάλογα μαθήματα στο πρόγραμμα σπουδών τους. Η ομάδα του τμήματός μας έχει δημοσιεύσει ερευνητικά αποτελέσματα σε πολλά διεθνή επιστημονικά περιοδικά. Δεν θεωρώ ευγενικό να πω περισσότερα».
Πριν από μερικούς μήνες ανακοινώθηκε επίσημα η ίδρυση ενός Ινστιτούτου Κβαντικής Υπολογιστικής και Κβαντικών Τεχνολογιών στον «Δημόκριτο». Το Ινστιτούτο βρίσκεται στη διαδικασία αναζήτησης διευθυντή και δεν έχει ξεκινήσει ακόμα τη λειτουργία του. Ωστόσο, λειτουργεί φέτος για δεύτερη συνεχόμενη χρονιά ένα πολύ ενδιαφέρον μεταπτυχιακό για τους κβαντικούς υπολογιστές, το οποίο μας φέρνει πολύ πιο κοντά στο μέλλον. Διευθυντής του μεταπτυχιακού Quantum Computing and Quantum Technologies (Κβαντικοί υπολογιστές και κβαντικές τεχνολογίες) είναι ο κ. Καραφυλλίδης. Είναι πραγματικά αξιοσημείωτο να βλέπεις ελληνικά εκπαιδευτικά ιδρύματα να στέκονται επάξια στην αιχμή της τεχνολογικής εξέλιξης, παραδίδοντας υψηλού επιπέδου μαθήματα που απευθύνονται σε όλη την υφήλιο.
Πρόκειται για ένα διεθνές αγγλόφωνο πρόγραμμα, στο οποίο όλα τα μαθήματα διδάσκονται στα αγγλικά. Η διδασκαλία γίνεται από απόσταση και οι μεταπτυχιακοί φοιτητές παρακολουθούν 9 ώρες μαθημάτων κάθε εβδομάδα. Το μεταπτυχιακό ιδρύθηκε από το Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης και από το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος». Συμμετέχουν επίσης διδάσκοντες από το Τμήμα Επιστήμης των Υλικών του Πανεπιστημίου Πατρών. Συνολικά, το διδακτικό προσωπικό περιλαμβάνει 19 καθηγητές και ερευνητές. Το μεταπτυχιακό πρόγραμμα έχει ως στόχο τη δημιουργία ενός οικοσυστήματος εκπαίδευσης, έρευνας και εφαρμογών στο πεδίο αυτό στην Ελλάδα, καθώς και τη συμμετοχή μας σε αντίστοιχες διεθνείς δράσεις. «Το πρόγραμμα παρέχει στις μεταπτυχιακές φοιτήτριες και στους μεταπτυχιακούς φοιτητές όλες τις απαραίτητες γνώσεις και τις δεξιότητες ώστε αμέσως μετά την αποφοίτησή τους να μπορούν να προγραμματίσουν Κβαντικούς Υπολογιστές και να αναπτύξουν νέους κβαντικούς αλγορίθμους. Επίσης, θα μπορούν να εφαρμόσουν και να χρησιμοποιήσουν τις μεθόδους και τις τεχνικές που διδάχθηκαν όχι μόνο στην επιστήμη και στην έρευνα, αλλά και σε προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι επιχειρήσεις, και θα μπορούν να δημιουργήσουν νέες καινοτόμες επιχειρηματικές δραστηριότητες».
Πριν από μερικούς μήνες ανακοινώθηκε επίσημα η ίδρυση ενός Ινστιτούτου Κβαντικής Υπολογιστικής και Κβαντικών Τεχνολογιών στον «Δημόκριτο».
Ζητώ από τον καθηγητή να μου κάνει μια πρόβλεψη για το μέλλον των κβαντικών υπολογιστών. «Οι προβλέψεις στην επιστήμη και την τεχνολογία των υπολογιστών καταλήγουν σχεδόν πάντα να είναι αποτυχημένες», μου απαντά. «Στο ορατό μέλλον θεωρώ πολύ πιθανό να έχουμε δύο υπολογιστικά νέφη διασυνδεδεμένα μεταξύ τους. Το ένα θα αποτελείται από κλασικούς υπολογιστές υψηλής απόδοσης και το άλλο από κβαντικούς υπολογιστές. Αν κάτι τέτοιο συμβεί, θα έχουμε στη διάθεσή μας υπολογιστική ισχύ που θα χαρακτήριζα ως ασύλληπτη από εμάς τους σημερινούς επιστήμονες». Και η συγκέντρωση αυτής της υπερδύναμης σε ελάχιστα χέρια; «Καλό θα είναι», μου λέει, «να υπάρχει ανεξάρτητος έλεγχος για το ποιος και πότε χρησιμοποιεί κβαντικούς υπολογιστές και για ποιον σκοπό».
Για πολλούς, η συνάντηση των κβαντικών υπολογιστών με την τεχνητή νοημοσύνη θα σημάνει μια πρωτόγνωρη εποχή για την ανθρωπότητα. «Ο κβαντικός υπολογιστής δεν είναι ένας υπολογιστής γενικού σκοπού. Χρειάζεται ειδικούς κβαντικούς αλγόριθμους για να λύσει προβλήματα», καταλήγει ο κ. Καραφυλλίδης. Με άλλα λόγια, εξαρτάται από εμάς το πώς θα ορίσουμε το πρόβλημα και τι θα ζητήσουμε από το τζίνι.
