Hlavní navigace

Jak se dají kvantové počítače využít v bankovnictví?

Autor: Depositphotos

Kvantové počítače se dají využít i v bankovnictví. Mnohem efektivněji budou počítat například skóring a vyhodnocovat rizika půjčování peněz. Jak se jeho fungování liší od klasického počítače, který všichni známe?

Doba čtení: 5 minut

Sdílet

Všechny banky využívají ke svému provozu počítačovou techniku. A to od obyčejné administrativy až po složité počítání skóringu, value at risk a dalších hodnot a ukazatelů, které na konci celého procesu rozhodnou o tom, jestli vám například banka dá půjčku, či nikoli.

Vždy jde ale o využívání klasických počítačů. Doba jde však dopředu a možnosti se rozšiřují. V budoucnu by tak banky mohly využívat i tzv. kvantový počítač, který nabízí výrazně více možností a funguje trochu jiným způsobem. O jeho fungování podrobně přednášel Tomáš Rosa, kryptolog z Raiffeisenbank na konferenci Digitální identita, kterou pořádal Měšec.cz.

Klasický vs. kvantový počítač

Klasický počítač není třeba dlouze představovat. Jedná se o zařízení a výpočetní techniku, která slouží ke zpracování dat, a to pomocí nějakého programu. Skládá se z hardwaru, tedy fyzické části počítače, a softwaru, tedy z operačního systému a již zmíněných programů. Důležité je, že informace zpracovává v tzv. bitech (binary digit). Tedy ve dvojkové soustavě, jež může nabývat pouze hodnot 0 a 1.

Klasický bit, který nabývá pouze hodnot 0 a 1.
Autor: Tomáš Rosa, Raiffeisenbank

Klasický bit, který nabývá pouze hodnot 0 a 1.

Kvantový počítač naproti tomu funguje trochu jinak. Jde o zařízení na vykonávání výpočtů, které při těchto výpočtech využívá postuláty z kvantové mechaniky. Těmito postuláty jsou například superpozice, kvantové provázání apod. A za pomoci těchto poznatků teprve vykonává operaci s daty.

V kvantových počítačích jsou data určena tzv. qubity, tedy kvantovými bity. Základním principem kvantových výpočtů je to, že kvantové vlastnosti částic jsou využity pro reprezentaci a strukturu dat a kvantové jevy se mohou použít k vykonávaní operací s těmito daty.

Qubit - kvantový bit.
Autor: Tomáš Rosa, Raiffeisenbank

Qubit – kvantový bit.

Qubit může být jakýmkoli bodem, dokud se na něj nezaměříme

V matematických teoriích se využívají axiomy, jakožto tvrzení, která jsou považována za obecně platná. V případě kvantové mechaniky využíváme tzv. postulátů, což je obdoba axiomů.

Qubit se řídí řadou postulátů, které jsou v kvantové mechanice využívány. Prvním z nich je výše zmíněná superpozice. V praxi bychom pro zjednodušení mohli říci, že superpozice znamená, že qubit umí být něco mezi 0 a 1, dokud se na něj nezaměříme. Poté tzv. zkolabuje a vybere si jednu z pozic.

Už to je poměrně výrazný rozdíl oproti klasickému bitu. Klasický bit může nabývat pouze hodnot 0 a 1. Kvantový bit může být libovolným bodem na kulové sféře.

Qubit může být libovolným bodem na kulové sféře, dokud se na něj nezaměříme.
Autor: Tomáš Rosa, Raiffeisenbank

Qubit může být libovolným bodem na kulové sféře, dokud se na něj nezaměříme.

Až ve chvíli, kdy se na něj zaměříme, si vybere 0, nebo 1.

Další postuláty

Druhým postulátem je tvrzení, že evoluce kvantového systému je unitární. Jinými slovy je vývoj qubitu dán unikátním lineárním operátorem.

Třetí postulát se týká soustavy qubitů. Říká, že pokud se na soustavu qubitů zaměříme, nikdy neuvidíme zmíněné superpozice, tedy vlastní body na kulové sféře. Vždy uvidíme až tzv. vlastní stavy, tedy 0 a 1, kam qubit zkolabuje poté, co se na něj zaměříme.

Superpozice umožňuje výrazně rychleji dosáhnout požadovaných řešení při výpočtech. Umožňuje totiž zadat počítači několik zadání najednou a všechny se budou najednou řešit. A na konci dostaneme vždy jeden výsledek.

Čtvrtým postulátem je tvrzení, že dimenze prostoru roste exponenciálně. A jak to vše využít v praxi?

Potlačení nežádoucích výsledků a vyzdvihnutí těch žádoucích

Při samotných výpočtech se pak používá ještě vliv tzv. interference. To znamená vzájemné ovlivnění a prolínání či střetání jevů. V určitém bodě se pak vzájemně zesilují a v jiných bodech se vzájemně ruší. Zobrazují se pomocí tzv. interferenčního obrazu, kde je možné pozorovat střídající se projevy zesilování a zeslabování.

Interference se tak dá využít způsobem, kdy můžeme ovlivnit, aby se spíše počítaly výsledky, které nás zajímají, a naopak se potlačily ty, o které nestojíme. Na konci soustavy vždy vyjde pouze jeden výsledek, ale my jej můžeme částečně ovlivnit.

Mírová řešení i hrozby

Kvantové počítače představují velký potenciál. A jako vždy záleží na lidech, jakým způsobem ho použijí.

Nebezpečí tkví například v tom, že to, jak dnes šifrujeme data, mohou být za čas kvantové počítače schopny dešifrovat. Podle algoritmu Grover navíc v rychlejším čase než standardní počítače. Kvantový počítač by tak 128bitový klíč prolomil ve stejném čase, za jaký by standardní počítač prolomil 64bitový klíč. S pomocí Shorova algoritmu je pak možné prolomit i asymetrické šifry.

Poslechněte si rozhovor, který s Tomášem Rosou natočili kolegové ze serveru Lupa.cz. Nabízíme ho formou podcastu:

Kvantové počítače se ale dají využít i mírovým způsobem. Například ve výpočetní chemii, výpočtům fungování dusíku v přírodě a tím i vývoji šetrnějšího hnojiva k přírodě.

Uplatnění má ale i ve farmacii, kde dokáže vypočítat efektivnější a levnější molekuly do léků. A pochopitelně v bankovnictví. Tam může být takový počítač využit například k výpočtu value at risk. S touto technologií by se výpočty výrazně zrychlily.

Aktuálně je to ale zatím pouze hudba budoucnosti. Zatím se čeká na to, až lidé ovládající tuto technologii vystudují a budou ji umět používat. Což může teoreticky trvat i 10 let.

Konference Digitální identita

V rámci konference Digitální identita, kterou pořádal server Měšec.cz, jsme se věnovali řadě tématů spojených s digitálním světem. Podrobně jsme je pak popsali v několika článcích:

Upozorníme vás na články, které by vám neměly uniknout (maximálně 2x týdně).