A hardver erős, a lehetőségek – elméletben – határtalanok, a kvantumszámítástechnika mégsem tud túllépni a kísérleti szakaszán. A
New Scientist egy beszámolója szerint már nem a hardver teljesítményével van probléma, hanem azzal, hogy a kutatási eredmények nem ellenőrizhetők. Magyarán: van néhány probléma, melyeket csak kvantumszámítógéppel lehetne értelmes idő alatt megoldani – legalábbis a kutatók szerint –, de hogy ezeket az egyébként igencsak drága gépeket mire lehetne még használni, az nyitott kérdés.

A hardverek gyorsan fejlődnek – bár, mint azt a Fraunhofer Intézet egy közelmúltban publikált elemzése megállapítja, az eredmények nem igazán jutnak ki a laboratóriumokból. A kutatók számtalan használati esetet vizsgálnak, a molekuláris szintű szimulációktól a logisztikai problémák megoldásáig. Ezek működnek is, csak egy laboratórium egyetlen gépén. Egy másik kvantumszámítógépen már nem.

A Regensburgi Alkalmazott Tudományok Egyetemének egy kutatócsoportja ennek a problémának eredt a nyomába. Közel ötezer kvantumszámítástechnikával foglalkozó tanulmányt vizsgáltak meg az elmúlt öt évből részben manuálisan, részben automatizálva eredményeik reprodukálhatósága szempontjából. A cikkekben a következőket keresték: kódot, amely egy független kvantumszámítógépen futtatható; az ehhez szükséges leírást, dokumentációt; valamint a futtató hardverre vonatkozó hasznosítható információkat. Végül a kutatók le is tesztelték, hogy a mellékelt program lefuttatható-e hibamentesen.

Ellenőrizték például, hogy a publikációkhoz mellékeltek-e olyan programkódot, amely független kvantumszámítógépen is futtatható. Rendelkezésre áll-e az ehhez szükséges dokumentáció és hardverinformáció stb. Ellenőrizték azt is, hogy ha van kód, az lefuttatható-e hibák nélkül. A manuálisan vizsgált 127 tanulmánynak kevesebb mint negyedéhez volt kipróbálható kód, ám azok közel 65 százalékát nem sikerült hibamentesen lefuttatni.

Az automatizált elemzés, amelynek nem volt része a futtatási kísérlet, hasonló képet mutatott: a publikációk 27 százalékában volt elegendő információ ahhoz, hogy egy másik kutató egyáltalán megpróbálhassa a kísérlet reprodukálását.

A kutatócsoport vezetője, Wolfgang Mauerer szerint a hagyományos számítástechnikai tanulmányok standardjaihoz képest ez meglehetősen rossz eredmény. A problémát azért tartja aggasztónak, mert az elmúlt négy-öt évben szinte semmi javulást nem tapasztaltak ezen a téren. Akkor egy kisebb léptékű kutatásban hasonló eredményre jutottak. Most viszont jelentős javulásra számítottak.

Mauerer egyébként csak részben okolja a kutatók hanyagságát. Szerinte fontos tényező az is, hogy  míg a hagyományos számítógépek fizikai jellemzői nem változnak, így működési módjuk sem, kvantumszámítógépekre ez nem igaz. A fizikai megvalósítás, a hardver sajátosságai és a környezet is jelentősen befolyásolhatja egy program működését. Erre pedig egyelőre nem találtak megoldást, a tanulmányok pedig ezt igyekeznek negligálni.

Mindennek azonban egyfajta bizalmi válság lehet az eredménye.

Majd ha fontos lesz...

Más kutatók szerint nem olyan sötét a kép, mint amit a regensburgiak felfestettek. Fred Chong, a Chicagói Egyetem professzora azt mondta a New Scientistnek, hogy a kvantumhardverek és szoftvereik is fejlődésük korai szakaszában vannak, de gyorsan fejlődnek. Ha majd a technológia érettebb lesz, a reprodukálhatósági követelmények is jobban előtérbe kerülnek.

A Regensburgi Egyetem kutatócsoportja szerint viszont a reprodukálhatóság alapvető követelmény. Azt már a kísérletek megtervezésekor figyelembe kellene venni. Tanulmányukban egy ún. reprodukálhatósági sablont is kínálnak, amelynek segítségével a követelményt be lehet építeni a kvantumszámítástechnikai kísérletekbe.

A kutatócsoport tanulmánya az arXiv.org-on »