A kvantumszámítógépek egészen más alapokra épülnek, mint a hagyományos komputerek: kvantummechanikai jelenségeket használva végeznek számításokat. A mai gépeknél jóval gyorsabban dolgoznak, és olyan összetett feladatok megoldására is bevethetők lesznek, amelyekkel a mostani komputerek nem boldogulnak. Felhasználhatók lesznek például a kvantumfizikai jelenségek jobb megértésére, azonban ennél jóval gyakorlatibb, a mindennapokat is érintő problémák megoldásához is hozzájárulhatnak.

A Google, aki maga is komoly résztvevője a kapcsolódó kutatásoknak, az idei Kvantum Nap alkalmából vázolt fel három olyan területet, amelyen áttörést hozhatnak ezek a számítógépek. Az egyik ilyen például a gyógyszerkutatás, új gyógyszerek felfedezése. A kvantumszámítógépek lehetővé tehetik olyan összetett molekulák pontos szimulációját, amelyeket egyébként lehetetlen a „klasszikus” módszerekkel utánozni. A kutatók különböző gyógyszerjelölteket tesztelhetnek a célpontjaikkal és más biológiai molekulákkal együtt, így is segítve hatékonyabb gyógyszerek létrehozását, ami jobb egészséghez vezethet. Egy tanulmány bizonyítja, hogy a kvantumszámítógépek pontosabban tudják majd szimulálni a citokróm P450 enzimet, amelyik a véráramban lévő gyógyszerek lebontásában betöltött szerepe miatt kulcsfontosságú a gyógyszerek hatékonyságának meghatározásában.

Kvantumprocesszor kvantumszámítógéphez

Wikimedia/Anita Fors

Az akkumulátorok fejlesztése lehet egy másik módja annak, hogy a kvantumszámítógépek a hasznunkra váljanak. Az ilyen továbbfejlesztett akkuk fontosak a közlekedésben, például az elektromos autókban és buszokban, valamint az energiahálózatok tehermentesítésében, és az is a nagy előnyük, hogy a felesleges energiát tárolni tudják.

A Google olyan kvantumszámítógépeket vázol fel, amelyek segítik az új akku-anyagok tervezését. Már dolgozott együtt a BASF vegyipari vállalattal annak megállapításán, hogy az ilyen számítógépek képesek lesznek-e szimulálni a lítium-nikkel-oxidot (LNO), ami javíthatja az ipari termelési folyamatokat és jobb akkumulátorokat eredményezhet. Jelenleg az LNO-t nehéz előállítani, többek között ez tartja vissza a vele kapcsolatos fejlesztéseket. Pedig az egyik fő előnye, hogy kisebb a környezeti lábnyoma, mint a gyakrabban használt lítium-kobalt-oxidnak.

A harmadik terület, amelyen a Google szerint hasznot hozhatnak a kvantumszámítógépek, az energiatermelés. A tiszta megújuló energia ma a nap- vagy szélenergiát jelenti, a jövőben viszont a fúziós energia lehet a befutó. A fúziós reaktorok technológiája még fejlesztés alatt áll, de a keresőóriás úgy véli, hogy kvantumszámítógépeket fognak használni a reaktorok tervezésére a fúziós energia felszabadítására. A Google szerint a jelenlegi számítógépmodellek pontatlanok lehetnek, és több milliárd CPU-órán keresztül kell őket futtatni. A Google együttműködött a Sandia National Laboratories-zal annak bizonyítására, hogy a hibatűrő kvantumszámítógépeken futó kvantum-algoritmusok „a jelenleginél hatékonyabban szimulálhatják a tartós fúziós reakciókhoz szükséges mechanizmusokat”.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.