Može li Kina pobijediti u "kvantnoj utrci"?

Kina je zasad još uvijek iza SAD-a kada je u pitanju najbitniji dio "kvantne utrke" – razvoj kvantnih računala. Potpuno funkcionalno kvantno računalo ima potencijal transformacije. Eksponencijalno veća računalna snaga mogla bi na primjer pomoći u pronalasku novih kemijskih spojeva za liječenje neizlječivih bolesti ili u uklanjanju prometnih gužvi predviđanjem i upravljanjem protoka vozila. Međutim, mogućnost da ova tehnologija probije sve trenutne oblike enkripcije izaziva veliku zabrinutost vojski, vlada i tvrtki koje se bave osjetljivim podacima.

AUTOR: The Washington Post
OBJAVLJENO: 26.08.19 u 19:17
http://bit.ly/2ZpIgAJ
Prije više od desetljeća, kineski fizičar Pan Jian-Wei vratio se iz Europe u svoju domovinu kako bi nadgledao istraživanje nekih od najvažnijih tehnologija 21. stoljeća.

Na konferenciji u Šangaju ovog ljeta, Jian-Wei i njegov tim dali su uvid u svoj rad, koji ovaj znanstvenik opisuje kao revoluciju.

Govorili su o sustavima komunikacije otpornima na pokušaje hakiranja, koje razvijaju diljem Kine, o senzorima koje dizajniraju kako bi kamere mogle snimati čak i u uvjetima smoga i oko uglova i o prototipnim računalima koja će možda jednog dana daleko nadmašiti snagu svih postojećih strojeva.

Sva oprema temelji se na kvantnoj tehnologiji, rastućem polju koje bi moglo potpuno promijeniti obradu informacija i dati veliku ekonomsku i sigurnosnu prednost zemljama koje bi ovladale ovom tehnologijom. Kineske pozamašne investicije omogućuju da ta zemlja sustigne zapadna istraživanja na ovom polju i da ih u nekim segmentima i nadjačaju, što zabrinjava znanstvenike i državne dužnosnike u SAD-u.

Peking ulaže milijarde dolara u istraživanje i razvoj te kineskim znanstvenicima nudi brojne prednosti kako bi se vratili kući iz stranih (zapadnih) laboratorija. To dovodi i do sličnih ambicija i poziva u SAD-u da i ta zemlja uloži dodatna sredstva za istraživanje i razvoj, a potiče i zabrinutost Trumpove administracije da bi neke vrste znanstvene suradnje s Kinom mogle naštetiti američkim interesima.

"Sjedinjene Američke Države moraju biti spremne za budućnost u bi se njihova tradicionalna tehnološka dominacija mogla suočiti s novim, možda i dosad neviđenim izazovima", napisao je Centar za novu američku sigurnost (CNAS) u nedavnom izvješću o kineskim ambicijama kada je u pitanju kvantna tehnologija.

Kvantna tehnologija nastoji iskoristiti različita svojstva atoma, fotona i elektrona u izgradnji moćnijih alata za obradu podataka.

Prošle je godine Kina u odnosu na SAD imala dvostruko više prijava za patente u području kvantne tehnologije, kategoriji koja uključuje komunikacijske i kriptološke uređaje (uređaje za kodiranje), pokazala je analiza tvrtke Patinformatics koja se bavi istraživanjem tržišta. Međutim, SAD i dalje su na prvom mjestu po patentima koji se odnose na najcjenjeniji segment kvantne tehnologije – kvantna računala – a to je zbog velikih ulaganja tehnoloških tvrtki poput IBM-a, Googlea, Microsofta itd.

"Otac kvantne tehnologije" Pan Jien-Wei, dakle, nadgleda i pomaže u razvoju kineskog programa za kvantnu tehnologiju. Iz svojih laboratorija koji se nalaze u Šangaju i Hefeiju, ovaj znanstvenik vodi tim koji čini 130 istraživača. Časopis Nature je 2017. godine Jian-Weija imenovao jednom od deset "najvrjednijih" ljudi rekavši da je razlog velikog napretka kad su u pitanju napori njegove zemlje u kvantnoj tehnologiji.

Jian-Wei povremeno vodi predsjednika Xija Jinpinga u obilazak laboratorija. Predsjednik je izuzetno zainteresiran za njegov rad, pišu kineski mediji. Znanstvenik također nadgleda plan za otvaranje novog nacionalnog laboratorija za kvantna istraživanja koji će se otvoriti u provinciji Anhui. U izgradnju ovog laboratorija kineska je vlada uložila oko $400 milijuna.

Ovaj znanstvenik i njegov tim žele lansirati "konstelaciju" satelita i mrežu optičkih vlakana koji koriste kvantne bitove za sigurni prijenos informacija. Već je pokrenuta mreža od 2000 kilometara optičkih vlakana koja povezuje Peking, Šangaj i druge gradove. Kina je 2016. godine lansirala i satelit koji je izveo nekoliko značajnih eksperimenata, poput omogućavanja videokonferencija, koje su otporne na hakiranje, između Pekinga i Beča.

Ova bi mreža po završetku instalacije mogla ozbiljno zakomplicirati napore SAD-a u prisluškivanju kineskih vladinih i vojnih komunikacija, tvrde neki zapadni znanstvenici. "Pretpostavljam da već kroz naredne dvije do tri godine nećemo moći pristupiti ničemu", rekao je Jonathan Dowling, profesor fizike s Državnog sveučilišta u Louisiani.

Drugi znanstvenici pak tvrde da, čak i u slučaju da Kina ostvari cilj sigurnije mrežne opreme, ipak postoji mogućnost hakiranja kroz manipulaciju ljudi koji upravljaju sustvom.

Ukoliko ova tehnologija stekne globalnu popularnost, Kina će biti u izuzetno jakoj poziciji da je proda, s obzirom na veliki broj patenata koje su kineska sveučilišta i tvrtke registrirali za kvantnu tehnologiju i uređaje koji se odnose na komunikaciju i šifriranje, piše u izvješću Patinformaticsa.

Jian-Wein kazao je kako je Edward Snowden motivirao Kinu na istraživanja o kvantnoj tehnologiji. Otkrića bivšeg službenika NSA o prisluškivanju Kine dovela su do ogromnih investicija u razvijanje sigurnije komunikacije, rekao je Jian-Wei.

Krajem devedesetih, kada je ovaj znanstvenik doktorirao, kineska kvantna tehnologija bila je "relativno zaostala" i trebala im je pomoć izvana, "stoga je naš tim preuzeo inicijativu da kineske studente pošalje u vodeće istraživačke grupe u inozemstvu kako bi naučili o tehnologijama vezanim uz ovo polje", napisao je Jian-Wein u e-mailu za Washington Post. "Srećom, odlučili su se po završetku vratiti na posao u Kinu".

Većina kineskih znanstvenika koji su sudjelovali na šangajskoj konferenciji godinama je studirala u inozemstvu. Svoje doktorate i postdoktorske akreditacije ostvarili su na Stanfordu, MIT-u, Cambridgeu i drugim jakim zapadnim sveučilištima. Njihove prezentacije bile su pune šaljivih referenci o zapadnoj pop kulturi i događajima. Iako na konferenciji nisu govorili o mogućim vojnim primjenama ove tehnologije, dobar dio kvantne tehnologije mogao bi imati jasnu i komercijalnu i obrambenu primjenu, kažu znanstvenici.

Kvantna računala bi jednog dana mogla probiti kroz sve postojeće oblike šifriranja; kvantni senzori mogli bi pomoći kineskoj vojsci u praćenju i ciljanju neprijateljskih trupa s daleko višom preciznošću nego danas. Sveučilište na kojem radi Jian-Wei uspostavilo je nekoliko partnerstava s državnim obrambenim tvrtkama, a jedan od ciljeva je jačanje borbene sposobnosti mornaričkih brodova, stoji u izvještajima kineskih medija koji su citirani u izvješću Centra za novu američku sigurnost. "Kineski napredak u kvantnoj komunikaciji i računarstvu ... iskoristit će se za podršku vojnih ciljeva", napisali su autori izvješća Elsa Kania i John Costello.

Američki znanstvenici koji su razgovarali s prestavnicima vlasti tvrde da je Trumpova administracija nedavno izrazila zabrinutost zbog velikog broja kineskih studenata u ovim osjetljivim područjima znanosti. "Uvijek smo poticali najbolje i najpametnije studente iz inozemstva da studiraju kod nas i to je našoj naciji uvijek bilo korisno", kazao je profesor teoretske fizike John Preskill koji surađuje s američkom vladom na pitanjima o kvantnoj tehnologiji. "Međutim, postoji zabrinutost za to kako podučavamo sve te studente, a veliki broj njih se vraća u Kinu i radi na poljima tehnologije povezanim s nacionalnom sigurnošću. Zato razgovaramo o tome kako postupati po tom pitanju. Veliki broj znanstvenika, unatoč ovom složenom pitanju, sklon je poticanju kineskih studenata da dođu studirati u našu zemlju. No, postoje trajne rasprave u vladi o tome koja je najbolja politika za to", objašnjava Preskill.

S druge strane, Jian-Erin kaže kako bi suradnja na području kvantne znanosti mogla biti korisna za obje države. "Akademske razmjene koristile bi i Kini i SAD-u", piše Jian-Wein. "Ne vidim nikakav razlog za zabrinutost i obeshrabrivanje akademskih aktivnosti. Podsjetimo se da se kvantna mehanika prvo razvila u Europi, odakle se proširila i nastavila razvijati u SAD-u".

Na pitanje radi li njegov tim istraživanja za kinesku vojsku, znanstvenik je rekao da je njegovo sveučilište i tim "po prirodi orijentirano znanstvenom istraživanju i obrazovanju. Rezultate svojih istraživanja objavljujemo u međunarodnim znanstvenim časopisima koji se mogu čitati u svim dijelovima svijeta. Čitajući naše radove i drugi bi znanstvenici, bilo da su iz SAD-a, Europe, Japana ili Kine, mogli dobiti inspiraciju i dalje razvijati ovu izuzetno korisnu tehnologiju i proizvode za industrijsku, komercijalu ili pak vojnu upotrebu", rekao je, dodavši kako je to "van njihove kontrole".

Kineski napredak donekle je motivirao donošenje Nacionalnog zakona o kvantnim inicijativama, koji je izglasao američki Kongres, kojim se odobrava dodatnih $1,2 milijarde za financiranje istraživanja u ovom polju u narednih pet godina. Ministarstvo energetike primit će veliki dio tog novca i iskoristiti ga za osnivanje nekoliko centara za istraživanje kvantne tehnologije.

Kina je zasad još uvijek iza SAD-a kada je u pitanju najbitniji dio "kvantne utrke" – razvoj kvantnih računala. Potpuno funkcionalno kvantno računalo ima potencijal transformacije. Eksponencijalno veća računalna snaga mogla bi na primjer pomoći u pronalasku novih kemijskih spojeva za liječenje neizlječivih bolesti ili u uklanjanju prometnih gužvi predviđanjem i upravljanjem protoka vozila.

Međutim, mogućnost da ova tehnologija probije sve trenutne oblike enkripcije izaziva veliku zabrinutost vojski, vlada i tvrtki koje se bave osjetljivim podacima.

Većina znanstvenika se slaže da će kvantnoj tehnologiji trebati još barem jedno desetljeće da bi se dostigao taj cilj. Potpuno funkcionalno kvantno računalo podrazumijeva da veliki broj kvantnih bitova učinkovito radi zajedno. To je teško ostvariti jer su kvantni bitovi zahtjevni i najmanji poremećaji, poput sitnih promjena temperature, ih ruše.

Google i IBM trenutno su vodeće tvrtke koje rade na razvoju kvantnih računala. Google je prošle godine predstavio kvantni procesor sa 72 kvantna bita, čime je nadmašio IBM-ovo prethodno najavljeno računalo s 50 kvantnih bitova.

Kineski znanstvenici uspjeli su napraviti procesor s 12 kvantnih bitova koji koristi sličnu tehnologiju poput Googleove i IBM-ove. Ipak profesor s kineskog Sveučilišta znanosti i tehnologije Zhu Xiaobo, tvrdi da njegov tim sada radi na sustavu s 24 kvantna bita. Nadaju se da će do iduće godine uspjeti dostići 50 kvantnih bitova i eventualno prestići SAD u ovoj utrci.


Prevela: Ružica Ereš