„Kiváló feltételek a színvonalas munkához”

Kvantum-információelméleti kutatásokra nyerte el az MTA Lendület program támogatását a BME kutatócsoportja.

„Kvantumrendszerekben tanulmányozunk különféle információs mennyiségeket főleg abból a szempontból, hogy ezek miképpen jelennek meg különböző kódolási problémákban. A gyakorlati motivációval bíró kódolási feladatok megoldásán túl ily módon meg tudjuk határozni, hogy sok lehetséges jelölt közül, melyek a kvantum információ valóban releváns mértékei. Várható eredményeink segítenek a kvantum-információelmélet matematikai és statisztikai alapjainak mélyebb megértésében és hozzájárulhatnak a kvantum-számítógép megépítését célzó kutatásokhoz is – mondta a bme.hu-nak Mosonyi Milán, a BME Természettudományi Kar (TTK) Matematika Intézet Analízis Tanszékének egyetemi docense, aki a közelmúltban nyert el támogatást a "Kvantum divergenciák és szerepük a kvantum információelméletben" című pályázatával a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) Lendület programjában önálló kutatócsoport alapítására. A szakember arról is beszélt, hogy a téma iránti érdeklődését az idén tragikusan korán elhunyt témavezetőjének, a kvantum divergenciák nemzetközileg elismert, úttörő kutatójának, Petz Dénesnek köszönheti.

A modern információelmélet kezdetét általában 1948-tól számítják: ekkor jelent meg Claude Shannon amerikai híradástechnikus és matematikus munkája, amelyben lefektette az információfeldolgozás matematikai elméletének alapjait. Ennek központi gondolata az információ valószínűségi modellezése: egy magyar nyelvű szöveg például a számítógép számára úgy írható le, mint ismert valószínűségekkel felbukkanó szimbólumok sorozata, ahol a valószínűségek a magyar nyelvre jellemző értékek. Az információelmélet egyik alapkérdése, hogy mennyire tömöríthető az információ lényeges információvesztés nélkül; Shannon kódolási tétele szerint ezt pont az információforrás entrópiája adja meg – egyebek mellett kapcsolatot teremtve az információelmélet és a termodinamika között. Egy másik fontos része az elméletnek az a feltevés, ami szerint lényegtelen, hogy az információt milyen fizikai rendszer kódolja, csak a szimbólumok valószínűsége számít. Ez azonban némi pontosításra szorul: ha ugyanis az információt a kvantummechanika törvényeivel modellezhető fizikai rendszerek hordozzák, amelyek egy másfajta, a hagyományos valószínűségszámításnál gazdagabb valószínűségi elmélettel írhatók le, akkor az információ fogalmának kiterjesztésére van szükség, és az információkezelés újfajta módjai válnak lehetségessé. Ilyenek például a kvantum teleportáció, a szupersűrű kódolás, vagy a kvantum titkosítókulcs-megosztás, amelynek már a hétköznapi gyakorlatban való alkalmazását tesztelik. Ezeknek a protokolloknak a részletes tanulmányozásához az entrópia fogalmának több irányú általánosítása szükséges; a kutatócsoport célja a fentiek matematikai tanulmányozása, és ezen keresztül különböző információelméleti feladatokban az elérhető legjobb teljesítmény meghatározása. (A kommunikáció matematikai elmélete c. kiadványt a BME OMIKK jogelődje adta ki magyarul 1986-ban – a szerk.)

A Lendület projekt tematikája szorosan kapcsolódik a korábban elnyert Bolyai-ösztöndíjéhoz; míg azonban ez utóbbi egy egyszemélyes kutatói program, addig az előbbi egy egész kutatócsoport munkájához nyújt támogatást. (Mosonyi Milán akkori kutatási terveiről a bme.hu is beszámolt - a szerk.)

„Az a szerencsés helyzet állt elő, hogy a BME Matematika Intézetében viszonylag sok, nemzetközileg is kiemelkedő kutatót találunk a kvantum-információelmélet területén, akik neves külföldi intézményekben szereztek kutatói tapasztalatot, ugyanakkor itthon idejük jó részét az oktatás kötötte le. A Lendület programnak köszönhetően több idejük lesz a tudományos munkára” – vélekedett Mosonyi Milán, hozzátéve ugyanakkor: „a rendszer rugalmas, idővel mások is bekapcsolódhatnak csoportunk szakmai tevékenységébe”. Az öt évre tervezett projekt matematikai oldalról egészíti ki a jelenleg az Európai Unióban és ezen belül Magyarországon is kiemelt területnek számító kvantumtechnológiai kutatásokat. „Sok országban ösztönzik a témához kapcsolódó vizsgálatokat és ez jó eséllyel hosszú távon is így marad. A célunk, hogy a kialakult kutatói magból az idők során stabil és sikeres csapat formálódjon” – nyomatékosította a fiatal szakember, aki az egyetemi beágyazottság előnyeként említette a kutatói utánpótlás kinevelésének esélyét is.

Mosonyi Milán több mint tíz évet töltött kutatóként külföldön, kiváló tudományos műhelyekben, pl. Belgiumban, Japánban, Szingapúrban, Angliában, Spanyolországban, és Németországban. Azt vallja, hogy minden kutató számára fontos tapasztalat, ha a hazáján kívül is tanul, dolgozik valamennyi időt. „Az egyik gyakorlati haszna ennek egy jelentős kapcsolati tőke, a másik előny, hogy megismerkedhetünk különböző kutatói-szervezeti kultúrákkal” – hangsúlyozta, majd hozzáfűzte: bár az általa megismert külföldi kutatóintézetekben általában az itthoniaknál lényegesen jobb anyagi feltételek mellett végezhetők a feladatok, ezt a különbséget a Lendület program a benne résztvevők számára nagymértékben tudja kompenzálni. „A Lendület program támogatásának köszönhetően a kutatócsoport tagjai számára minden erőforrás rendelkezésre áll, ami a nemzetközi színvonalú kutató munkához szükséges” – összegezte a BME docense.

HA-GI
Fotó: Philip János