Kvantni računari i podaci koji ne postoje

Iako je sigurno da su računari veoma napredovali u proteklim decenijama, oni i dalje koriste osnovne principe rada, koji se protežu čak do sredine sedamdesetih godina. Ali, kvantni računari će to uskoro promeniti i koristićemo ih i pre nego što očekujemo.

Oni koji su koristili prve kućne računare, poput  Commodore 64, Amstrad ili ZX Spectrum, znaju da su programi i video igre tada stizali na audio kasetama. Zapravo, podaci su se na kasete snimali u posebnom podatkovnom formatu, ali je sam medij bio veoma jeftin i dostupan svima. Oni nešto napredniji (i sa dubljim džepom) koristili su flopi diskove (popularne diskete), a internet je bio tek stvar naučne fantastike.

Koliko je moćan računar zaista moćan?

Razlog za korišćenje kaseta je bio jednostavan – tadašnji kućni računari nisu imali ugrađeno skladištenje podataka, poput današnjih hard diskova, optičkih medija ili fleš memorija. Kada bi se računar ugasio, svi podaci bi nestali iz radne memorije (RAM). Početkom 90ih druga generacija kućnih računara je konačno (u nekim verzijama) stizala sa ugrađenim hard diskovima, te flopi diskovima od 3.5 inča kao standardom.

Amiga 500 i 1200, Atari ST i Acorn su bili samo neki od popularnih modela računara koji su podržavali razne eksterne dodatke namenjene poslu ili zabavi. Atari računari su tako imali i ugrađene “midi” portove, koji su omogućavali izravno spajanje sa raznim muzičkim uređajima – sintisajzerima, pa su postali česti u muzičkim studijima.

Od tada je prošlo tridesetak godina te iako su današnji hard i SSD diskovi veličine od po nekoliko terabajta, a procesori imaju osam i više jezgara (core), čini se da računarska industrija polako dostiže maksimum. Računari i laptopovi stari pet, pa i osam i više godina sasvim su adekvatni za većinu zadataka koje korisnici očekuju – internet pretraga, slušanje muzike, gledanje videa… I iako možda ne mogu pustiti 4K video ili “vrteti” najnovije video igre, ovakvi računari su obično jeftini i dostupni širokom krugu ljudi (naročito na Balkanu). Sa druge strane, čini se da ni novi računari početnih performansi (entry level) nikada nisu bili povoljniji.

Više miliona puta brži od klasičnih računara

Ono što, zapravo, koči dalji razvoj čipova, procesora i memorija nisu nova ulaganja, niti konkurencija na tržištu, već – zakoni fizike. Murov zakon, nazvan po naučniku Gordonu Mooreu, nastao je još 1965. godine i do sada je u potpunosti predvideo razvoj svih generacija procesora i računarskih čipova uopšte. Ovaj zakon, koji je jedan od osnova današnje informatičke, kaže da se “broj tranzistora u nekom čipu duplira svake dve godine”. Tako danas imamo procesore sa milijardama sićušnih integrisanih kola – prvi procesori su ih imali nekoliko hiljada. Kada su delovi čipova ovoliko mali, električni signali ne mogu da “putuju” kroz čip i on postaje neupotrebljiv. Rešenje za buduće računare je zato nađeno u potpuno novom smeru razvoja – kvantnim računarima.

Kvantni računari (Quantum computer) ne koriste klasične računarske čipove, klasične procesore niti memorijske čipove, već koriste fenomen u fizici poznat kao kvantna superpozicija. Iako prilično komplikovan proces, čak i za naučnike, u najkraćem on funkcioniše ovako: svaka čestica može imati dve vrste energije u isto vreme, odnosno biti i “nula” i “jedinica” (za razliku od običnih računara, gde je svaki deo podatka ili samo nula ili samo jedinica – binarni niz). Tako se ovaj fenomen iz kvantne fizike može efikasno upotrebiti u računarstvu, što skraćuje vreme za računanja i obradu podataka.

Teorijski, svaki zadatak kvantni računar rešava gotovo trenutno (ili nekoliko miliona puta brže od klasičnih računara). Zbog ovakvog principa rada, kvantne računare će u budućnosti biti nemoguće hakovati – haker ili napadač nikada ne može znati u kojoj “verziji” su trenutno podaci te ih ne može ni ukrasti, iskopirati ili modifikovati na bilo koji način.

Miljarde dolara ulaganja – samo za početak

Komercijalni kvantni računari postoje već godinama, a njihov razvoj teče sve većom brzinom. Gotovo sve velike tehnološke kompanije rade na kvantnom računarstvu, a jedna od njih je i kanadska kompanija D Wave. Ona ima dva modela kvantnih računara – DWave Two i DWave 2000Q, koji su u stanju da rešavaju probleme koje klasični računari ne mogu. Zato i ne čudi da su D Wave računare kupile kompanije kao što su internet gigant Google, proizvođač aviona Lockheed Martin, kao i američka svemirska agencija NASA i Univerzitet California.

Jedna od nadolazećih novih tehnologija je “prostorno računarstvo” (Spatial computing). Ova tehnologija obuhvata VR (Virtuelnu realnost), kao i razne senzore i bežične standarde (kao što su WiFi 6 i 5G mreže) kako bi spojila stvarni i virtuelni svet. Nekada nazvani i AR – proširena stvarnost, ovakvi uređaji će u bliskoj budućnosti biti jeftini, dostupni gotovo svakome i pratiće sve naše aktivnosti. Da ovakve tehnologije već vrede ogromne količine novca pokazuje primer američke kompanije Magic Leap (Magični skok). Ova kompanija razvija uređaje za proširenu stvarnost, a koliko je njen rad važan svedoči činjenica da je gigant Google uložio više od milijardu dolara – i to dok još nisu imali nijedan proizvod.

Danijel Petrović, IT stručnjak, smatra da ćemo u bliskoj budućnosti biti krupnih promena na polju tehnologije.

“Koliko brzo tehnologija napreduje – pre deset godina smartfoni su bili luksuz i poprilično skupi, a danas su bukvalno svuda. Do pre par godina čudili smo jednoj drugoj novotariji – pametnom satu – a sada ih koristi sve više ljudi. Relativno skoro su ljudi počeli da koriste brzi pristup internetu, a danas gotovo svi telekom provajderi sve više nude i optički pristup, odnosno vezu preko optičkog kabla. Ne treba zaboraviti ni da su kineske i tajvanske kompanije sve veće, sa ogromnim resursima u kapitalu i proizvodnji, te svaka nova tehnologija za manje od godinu dana bude u cenovnom rangu od par stotina dolara”, objašnjava Petrović.

Vrhunska nauka i vrhunski internet

Najveći svetski centar za naprednu fiziku CERN nedavno je, zajedno sa kompanijom IBM, predstavio program brzog razvoja kvantnih računara, sa ciljem njihove što skore primene u istraživačkim centrima, data centrima i skladištima podataka, kao i na internetu.

CERN-ova organizacija OpenLab je pokrenula nekoliko velikih projekata i sa drugim tehnološkim gigantima, a IBM Quantum projekat obećava da će biti prvi komercijalni kvantni sistem i da će na tržištu biti do 2026. godine. Kako razni fizički eksperimenti unutar CERN-a zahtevaju ogromnu računarsku snagu, upotreba novih kvantnih računara će ove oglede ubrzati nekoliko stotina puta, pa će izračunavanja, umesto nekoliko časova, trajati samo nekoliko minuta.

Sa druge strane, kineska kompanija SpinQ predstavila je prvi “kućni” kvantni računar. Kompanija je bazirana u centru kineske IT industrije, gradu Shenzenu, i ima nekoliko modela ovih računara, sa cenama od 5.000 do 50.000 dolara. Iako je i ova najniža cena prevelika za mnoge programere, univerziteti i druge obrazovne ustanove već planiraju čitave laboratorije sa desetinama ovakvih kvantnih računara, što će doprineti brzom razvoju nove generacije softvera koja će na njima raditi.