A Magyar Tudomány Ünnepe alkalmából előadást tartott Gilyén András a Humán Tudományok Házában a Kvantumszámítógépek erősségei és gyengeségei címmel. A Junior Prima-díjjal kitüntetett, HUN-REN Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézet matematikusa osztja meg velünk kutatói tapasztalatait.
Ön szerepelt már televíziós műsorban, megannyi konferencián tart előadást. Mit gondol, elég vonzó a kutatói pálya ma Magyarországon, megfelelő a népszerűsítés?
Ez a pálya kevésbé elismert, mint egyéb területek, mind társadalmi, mind anyagi szempontból. A legtöbb embernek nincs rálátása arra, hogy mit jelent kutatni. Manapság nincs bevett fóruma például annak, hogy bemutassuk a mélyebb matematikai eredményeket. Korábban sokkal több nagy közönségű ismeretterjesztő program kínálkozott olyan műsorok formájában, mint a „Ki miben tudós”, Öveges professzor előadásai vagy a Mindentudás Egyeteme. Ugyanakkor számos értékes tudományos előadás és videó érhető el az interneten. A mi feladatunk is, hogy megtaláljuk az utat a fiatalokhoz, és az ő nyelvükre fordítsuk le a tudomány érdekességeit, hogy vonzóvá váljon a kutatói pálya.
Még középiskolás diákként kifejlesztette a Mobilos iránytűt. Az iránytűvel 2006-ban első díjat kapott a Magyar Innovációs Szövetség által megrendezett 15. Országos Ifjúsági Tudományos és Innovációs Versenyen. Ez az újítás hozzájárult a későbbi kutatásaihoz?
Indirekt módon hozzájárult a jelenlegi kutatásaimhoz, mert lendületet kapott a kísérletezőkedvem, ami a mai napig arra sarkall, hogy valami újat próbáljak létrehozni. Egy elképzelést aztán szorgalmasan végig is kell vinni, egy működő dologgá formálni, nos, ehhez adott nagy löketet az iránytű: több ezer ember érdemesnek találta letölteni az alkalmazást. Visszaigazolást kaptam, hogy akkor is érdemes belevágni egy ígéretes ötlet megvalósításába, ha még nem mindenki számára világos, mire lesz alkalmazható. Kockázatos, hogy nem válik valóra a terv, ezért a kutatásban kiemelten fontos, hogy a kutatónak legyen érzéke felismerni azt az érdekes problémát, aminek megoldására valójában vannak eszközei és mások számára is releváns. Lényeges, hogy tudjon olyan dolgot formálni az ötletéből, ami hasznossá válhat az egyes ember számára, vagy segít más tudományos megértésben.
A Rényiben Marie Curie-ösztöndíjjal kutat. Fő kutatási témája a kvantumos algoritmusok és a számítástudomány területe, azon belül főleg a lineáris algebrai eljárások (hatékony mátrix műveletek), az optimalizáció és a kvantumos bolyongás témaköreivel foglalkozik. Mik a lehetséges alkalmazásai a mindennapi életben ezeknek a témáknak?
A kvantuminformáció kérdéskörben az első alkalmazások nagyon pontos szenzorok építésében valósulnak meg. Ez kvantummechanikai méréseken alapul, például gravitációs hullámokat tudunk detektálni velük, ahol olyan elképesztő felbontás kell, amit csak különleges kvantumos állapotba hozott fénnyel tudnak elérni. Ez jelenleg a technológia csúcsa, de amint kitalálják a megfelelő gyártástechnológiát, egyre szélesebb rétegben elérhetővé válnak majd kvantumos szenzorok. Egy másik ilyen terület a mozgásérzékelő szenzorok fejlesztése, amit egyre nagyobb figyelem övez, de a valódi alkalmazástól még távol áll. Ez fontos például a repülőgépes navigációban, a repülőgépek helyzetmeghatározásához, ami jelenleg dominánsan GPS-alapú, viszont hadi események között zavarhatják, így a gép eltévedhet odafönt. Kísérleti jelleggel felvittek már egy repülőre egy olyan kvantummechanikai berendezést, ami ultrahideg atomok csoportjaival tudott nagy felbontással mérni gyorsulásokat, ezáltal pontos sebességet és pozíciót is tudtak számolni. A kívánt pontosság kvantummechanikai mérések nélkül gyakorlatilag nem érhető el, mert a rendszerek olyan zajosak, hogy mire az ember kiszámolja a gyorsulásból a pozíciót, az eredmény pár perc alatt pontatlanná válik. A kvantumrendszer hatalmas felbontásával viszont lehetne hosszabb távon is megbízhatóan navigálni.
A kvantumos szenzoroknál jelentősen sokrétűbb kvantumszámítógépek legelső alkalmazásterülete várhatóan a kvantumfizikai rendszerek szimulációja lesz majd. A szimulációk által megszerzett tudást aztán a kutatók kamatoztathatják a bonyolult kémiai folyamatok megértésében, ez pedig fontos a gyógyszerfejlesztésben. Az anyagtudományokban új speciális anyagok, például szupravezetők felfedezésére vezethet. A szimulációk révén le lehet szűkíteni azoknak a lehetséges anyagok és vegyületek körét, amelyek a felhasználásban hasznosak lehetnek.
Még 2011-ben jelent meg a hír, hogy afféle netes Tudásfáját építene. A Matematikai Tudás Fája egy specializálódott tudástár lenne, amely a matematikai tételeket, bizonyításokat, példákat és szemléltetéseket egy gráfban tárolná. Több mint tíz év telt el a hír óta, mi történt az ötlettel? Megvalósult a Tudás Fája?
Nagyon szerettem ezt a témát, és egy mini prototípust egy egyetemi kurzus anyagából össze is raktam a BSc szakdolgozatom keretében. De mivel láttam, hogy mekkora munkát jelent és milyen komplex feladat, rájöttem, hogy ehhez nincs elegendő erőforrásom. Szükség lett volna egy kutatócsoportra, tudományos munkatársakra, anyagiakra, hogy megvalósuljon a terv, de akkor még az ELTE-n BSc-t frissen elvégző hallgatóként egyáltalán nem rendelkeztem erőteljes támogatásokkal, végül a téma tervezését nem folytattam tovább. Érdekes módon azonban, épp a napokban néztem egy videót, ahol Terence Tao világhírű matematikus mondta el, hogyan dolgozik azon, hogy a matematikai tételeket és bizonyításokat formálisan is le tudja írni ő és csapata. Az apró kis lépésekre lebontott matematikai cikkeket több száz önkéntes és hivatásos segítő átírja formális bizonyítási nyelvre, amit aztán már egy speciális rendszerben ellenőrizhető módon levezetnek teljesen formális módon. A megalkotott matematikai könyvtárból automatikusan létrejön egy lexikonszerű gyűjtemény is, ahol különböző mélységekben meg lehet vizsgálni egy bizonyítást, vagy összefüggést. Annak idején én is egy ilyen lexikont próbáltam megvalósítani és egy kis szeletét egy kezdetleges formában sikerrel létre is hoztam.
Az ötletei, nemzetközi kapcsolatai, tehetsége és eredményei révén bárhol a világon dolgozhatna, ön mégis a Rényit választja. Miért?
A Rényiben azért szeretek dolgozni, mert ugyan van sok neves kutató, de mégsem óriási intézet, hanem emberi léptékű munkahely. Itt támogató a környezet, mindenki szurkol a másik sikerének és a Rényi gyümölcsöző kapcsolatot ápol az egyetemekkel.
Már gyerekkora óta szeretett foglalkozni a matematikával. Hogyan lett önből kutató?
Általános iskola végén az asztalos szakma vonzott, mert tetszett a szerelés. Később megfogalmazódott bennem, hogy gépészmérnök leszek, de igazából feltaláló szerettem volna lenni.
A mély megértésre való vágy a középiskolában alakult ki bennem, melyben meghatározó szerepet játszottak zseniális matematika és fizika tanáraim, Ábrahám Marianna és Gambár Katalin.
Később a Wigner Fizikai Kutatóközpontban Kiss Tamás témavezetésével végzett TDK munkám során nagyon megtetszett a kvantumszámítógépek világa, ami ötvözi a matematika, a fizika és a számítástudomány gondolatait. Sólyom László Köztársasági Elnök ösztöndíja révén elvégezhettem a Cambridge-i Egyetem egyéves matematikai mesterszakát, ahol Józsa Richárd, híres magyar származású tudós előadásain keresztül ismertem meg mélyebben a kvantumszámítógépek elméletét.
szerző: Patócs-Fehérvári Petra, HUN-REN Rényi Alfréd Matematikai Kutatóintézet
- Megújul a HUN-REN
-
A szervezetében korszerűsödő Magyar Kutatási Hálózat célja, hogy Európa egyik leghatékonyabb kutatói szervezetévé váljon. A HUN-REN új vezetésének célja egy jól finanszírozott, nyitott, a társadalmi és gazdasági problémákra fókuszáló tudományos intézményrendszer megteremtése, amely jelentős mértékben hozzájárulhat Magyarország társadalmi és gazdasági sikeréhez.
A Magyar Kutatási Hálózatban dolgozó kutatók hosszú távú, következetes, értékkövető és teljesítményelvű finanszírozási rendszerre, egymást erősítő struktúrára és működésre, hazai és nemzetközi szinten versenyképes bérekre, valamint kiszámítható kutatói életpályára számíthatnak egy olyan szervezetben, amelyben erős a vállalkozói és együttműködő szemlélet, a kutatók munkáját adminisztratív és beszerzési szolgáltatásokkal segítik, továbbá nagy hangsúlyt fektetnek a tudományos szférán kívüli kapcsolatokra is.