Kažemo da je prva kvantna revolucija (s početka 20. stoljeća) zasnovana na otkriću teorije kvantne mehanike, dovela do tehnologija poput tranzistora, lasera, NMR uređaja te poluvodičke elektronike i konačno kompjutora i umjetne inteligencije - kaže dr. sc. Mario Stipčević, znanstveni savjetnik u trajnom izboru, voditelj laboratorija za fotoniku i kvantnu optiku Instituta "Ruđer Bošković" u Zagrebu, te dodaje:

DR. SC. MARIO STIPČEVIĆ, znanstveni savjetnik u trajnom izboru, voditelj laboratorija za fotoniku i kvantnu optiku Instituta “Ruđer Bošković” u Zagrebu

- Druga kvantna revolucija (danas) zasniva se na manipulaciji kvantnih stanja pojedinačnih čestica ili sustava, sa svrhom stvaranja novih tehnologija koje bi drastično nadmašile postojeće. Ključna područja razvoja su: kvantna komunikacija koja omogućuje bezuvjetnu sigurnost digitalnih komunikacija i interneta i trenutno je u velikom zamahu; kvantno mjeriteljstvo, npr. ultraosjetljivi i precizni senzori i optički satovi za primjene poput navigacije i medicinskog snimanja; te kvantno računarstvo i simulacije koji obećavaju nove prodore u računalstvu, nove materijale i lijekove.

Napredak u prva dva područja: kvantnoj komunikaciji i kvantnim senzorima i optičkim satovima koji su 1000 puta precizniji od dosadašnjih atomskih, doista jest jako ubrzan i postoje upotrebljiva, pa čak i komercijalna rješenja, a radi se i na novima. Na primjer, kvantni gravimetri (mjere jačinu gravitacije) mogu osjetiti podzemne šupljine, rude, geološke formacije, zakopane arheološke lokalitete i slično, precizni magnetometri koriste se za dijagnostiku mozga (MEG) i srca, kvantni žiroskopi za preciznu navigaciju bez GPS-a, a optički satovi mogu mjeriti visinu, tj. udaljenost od središta Zemlje, s točnošću od 1 cm, pa imaju primjenu u geodeziji.

Međutim kvantna računala su bolna točka ovog "trozubog" plana. Iako se o njima daleko najviše priča i obećavaju se brda i doline, trenutno u svijetu ne postoji ni jedno jedino kvantno računalo, bilo koliko malo ili veliko, koje bi rutinski obavljalo neki zadatak. Ja bih rekao da ta tehnologija nije dosegnula stupanj razvoja potreban da bi izišla iz istraživačkog laboratorija.

PROJEKT CroQCI

Kad se sve uzme u obzir, napose pozitivni aspekti, stoji li konstatacija da je druga kvantna revolucija temelj za budućnost digitalne Europe i znanstveni napredak u 21. stoljeću? Ako tako jest, koji su glavni argumenti u tom smislu? Postoje li međutim i neke opasnosti, i kakve?

- Rekao bih da je uspjeh u drugoj kvantnoj revoluciji nužnost za one koji u budućnosti ne žele biti u podčinjenom položaju. To nije pitanje hoćete li u smočnici imati i sedamnaestu vrstu piva ili ne, to je pitanje hoćete li uopće imati smočnicu. Europa je i sama uočila da je u ozbiljnom raskoraku, ili zdravonarodski rečeno zaostatku, za vodećim silama u primjeni digitalnih tehnologija i razvoju umjetne inteligencije (AI). Što se tiče čipova, Europa preko nizozemskog ASML-a i belgijskog IMEC-a drži ključ planetarnog razvoja u svojim rukama i apslolutni je broj jedan, međutim ona prodaje to znanje kao sirovinu (drvene trupce), a stvarni profit ostvaruju oni koji to znanje pretvaraju u čipove i proizvode. Zbog toga je EK odlučio pokrenuti program Digital Europe težak 7,5 milijardi eura te uz to i European Chips Act težak 43 milijarde eura, koji bi trebali mobilizirati inženjere i znanstvenike da se uhvati priključak u čitavom nizu deficitarnih niša, od proizvodnje poluvodiča do njihove primjene u industriji, informatici i umjetnoj inteligenciji. U kolikoj će to mjeri uspjeti u Europi, koja se više bavi definiranjem veličine krastavaca nego razvojem informatičkih standarda, i koja je pritom stvorila gusti glib aministrativnih prepreka razvojnim aktivnostima, ostaje vidjeti. Na primjer, da biste kao znanstvenik kupili iole veći komad opreme proizveden u toj istoj Europi, morate proći kroz nevjerojatno složen labirint nabavnih procedura, planiranja, pisanja projektne dokumentacije, natječaja, paprirologije i žalbenih rokova koji se lako otegnu i na godinu dana. Koliko Europi evidentno gori pod noktima, taj bi komad opreme i mogao i morao biti na vašem stolu sutra, ako želite posao raditi konkurentno i svrhovito. Mnogi upozoravaju na taj problem i situacija se doista mijenja - ali nagore.

Najveća je opasnost da Europa uguši samu sebe, ali ostaje nada da će razum prevladati.

Ukupno uzevši, svima je jasno da znanstveni i tehnološki napredak nije moguće zaustaviti... No je li nova era tehnologije, uključujući i razvoj AI-ja, put u napredak ili put u propast? Ili da pitanje ovako formuliramo: Jesmo li na putu od postmodernog do postkvantnog čovjeka zanemarili etiku? Vaš završni komentar?

- Tehnološki napredak nikada nije bilo moguće zaustaviti, štoviše, on s vremenom samo ubrzava. Današnji AI vam je kao tava: u njoj možete ispeći kajganu, što je vrlo korisno, ali vas isto tako netko njome može zviznuti po glavi! No tava ne leti sama - to mora učiniti čovjek. Trenutno iza svakog AI-ja stoje stotine MLOps inženjera, ljudi koji njime upravljaju. Pitanje je hoće li ljudi biti ti koji će pustiti stroj (AI) da načini štetu. To bi bilo kao da uključimo traktor, stavimo ciglu na gas i usmjerimo ga da napravi dar-mar u susjedovu dvorištu. Teško bismo se na sudu opravdali da je traktor iznenada postao inteligentan i da je djelovao svojom voljom. Ljudi ponekad imaju preveliku imaginaciju, pa u svemu vide živo biće, kao dijete u svojem plišanom medi. No trebamo shvatiti da ni plišanci, ni tave, ni traktori, baš kao ni komadićci silicija u AI centrima, nemaju svoje volje i da ono što nam se događa radimo sami sebi.

Ne mislim da su etika i moral danas u nekom posebno drukčijem položaju nego u ostatku ljudske povijesti. Naime, razvoj tehnologije uvijek nudi dvojaku mogućnost: upotrebu za dobro i upotrebu za zlo. Na primjer nuklearna fizika omogućila je atomsku bombu, ali i nuklearnu energiju i medicinske metode dijagnostike i liječenja. Slično, AI možemo koristiti za povećanje produktivnosti posla i zabavu, ali i za vođenje ratova. Što će pobijediti: dobro ili zlo - na to nikakva tehnologija neće dati odgovor.

Recite nam nešto o otkriću kvantne komunikacijske mreže s više korisnika koju je nemoguće špijunirati? Iza tog otkrića stoje fizičari s Instituta "Ruđer Bošković" (IRB) uključujući i vas, u okviru međunarodnog tima znanstvenika... Vaš završni komentar?

- Europska komisija je 2019. pokrenula inicijativu za gradnju paneuropske mreže kvantne komunikacijske mreže (EuroQCI) koja bi trebala povećati otpornost informatičkih komunikacija i interneta na kibernetičke napade. Naime, u posljednjih 15-ak godina kibernetičke ugroze i kibernetički kriminal narasli su do epskih razmjera. Laboratorij za fotoniku i kvantnu optiku, koji vodim na IRB-u, tada se našao na pravom mjestu u pravom trenutku jer smo mi već duže vremena bili razvijali napredne metode kvantne komunikacije i kriptografije, uključujući i ovu koju spominjete, a sve u nizu suradnji s vrhunskim međunarodnim znanstvenim centrima iz SAD-a u Europe. Trenutno znanstveno vodimo projekt Hrvatske kvantne komunikacijske infrastrukture (CroQCI, https://www.carnet.hr/projekt/croqci/), u koji je uključeno još sedam domaćih partnerskih institucija: Hrvatska akademska i istraživačka mreža (CARNET, voditelj projekta), Sveučilišni računski centar (SRCE), Institut za fiziku (IF), Fakultet elektrotehnike i računarstva (FER), Fakultet prometnih znanosti (FPZ), Odašiljači i veze d.o.o. (OIV) te Ured Vijeća za nacionalnu sigurnost (UVNS). Projekt je pred samim ciljem uspostave prve eksperimentalne hrvatske kvantne komunikacijske mreže. Od početka ove godine smo partner i u međunarodnom projektu QuGNOPs (https://www.carnet.hr/zapoceo-projekt-qugnops-satelitska-kvantna-komunikacija-izmedu-hrvatske-i-njemacke/) čiji je cilj preko satelitske komunikacije našu kvantnu mrežu prekogranično povezati s ostatkom Europe.

Kvantna komunikacija je tehnologija koja je u nastajanju i za koju se upravo definiraju industrijski standardi. To je jedna grana informatičke tehnologije u kojoj je Europa u samom svjetskom vrhu. U Europi već djeluje niz tvrtki koje proizvode komponente, pa i gotove uređaje za kvantnu komunikaciju, pri čemu je ključna uloga znanstvenika i inženjera u tom procesu tehnološkog dozrijevanja i implementacije.

Hrvatska je tu u odličnoj startnoj poziciji: imamo znanja i stručnost da sami gradimo svoja rješenja, a ne da samo kupujemo gotova. Trebamo se nadati da će državna uprava nastaviti omogućavati našim stručnjacima pravodobno i ravnopravno uključivanje u strateške Europske inicijaive, projekte, fondove i partnerstva, kako bismo u konačnici, kao zemlja, ubrali plodove razvoja tih tehnologija.

HRVATSKI PANTHEON

Što se RH tiče, aktualna je rasprava o planiranom Pantheon AI razvojnom i podatkovnom centru kraj Topuskog, vrijednim više od 50 milijardi eura... Može li se i taj projekt gledati u kontekstu druge kvantne revolucije?

- Ovakvi AI data-centri pružaju globalnu uslugu i zbog toga je u principu irelevantno gdje se nalaze. Gladni su energije i vode (ni NE Krško ne bi bila dovoljna), a uzvraćaju velike količine topline i buke. No kako su nužni za AI, biznis traži pogodnu lokaciju. Sve eventualne koristi ili štete od takve investicije proizlaze iz malih (ili velikih) slova na ugovoru. Pantheon i slični data-centri jednostavno su hrpa kompjutora, sličnih onima koje imate kod kuće, samo skupljenih na jednom zaštićenom mjestu, izgrađenih standardnom tehnologijom koja, barem za sada, nema nikakve veze s drugom kvantnom revolucijom. (D.J.) n