Miasta wyzwań 2033: Technologie kwantowe - wywiad z Pawłem Gorą

Innowacje technologiczne dają nam nowe, czasem rewolucyjne możliwości w podejściu do istniejących wyzwań. Technologia nie stanowi jednak remedium na problemy, z którymi zmagają się obecnie miasta, ale jest narzędziem, za pomocą którego wprowadzone mogą zostać nowe rozwiązania. O potencjale wykorzystania technologii kwantowych w miastach rozmawialiśmy z Pawłem Gorą z Fundacji Quantum AI, który uczestniczył w warsztatach foresightu miejskiego zorganizowanych przez PFR dla Miast.

Byłeś uczestnikiem warsztatów foresightowych Miasta Wyzwań 2033. Jak z perspektywy wyzwań, z którymi będą mierzyć się polskie miasta oceniasz potencjał zastosowania technologii kwantowych?

Potencjał jest bardzo duży. Technologie kwantowe mogą mieć w przyszłości zastosowania m.in. do rozwiązywania problemów optymalizacyjnych oraz projektowania nowych substancji. W związku z tym mogą się przydać m.in. do optymalizacji transportu i logistyki w mieście, optymalizacji planowania miast, optymalizacji sieci energetycznej i transferu energii itp. Nowe materiały mogą z kolei przydać się do rozwoju architektonicznego miast. Nowe substancje mogą również pomóc w tworzeniu skuteczniejszych leków i szczepionek, hamując rozwój epidemii w gęsto zaludnionych obszarach. Technologie kwantowe mogą również przyczynić się do utworzeniu bezpieczniejszej i odporniejszej na ataki komunikacji internetowej. Spodziewane są również zastosowania technologii kwantowych do wzmacniania możliwości sztucznej inteligencji, szczególnie wizji komputerowej, więc technologie kwantowe mogą potencjalnie przydać się również w zadaniach dotyczących monitorowania obszarów miejskich i infrastruktury, czy też budowy autonomicznych pojazdów i robotów.

Czy procesy komunikacyjne i partycypacji społecznej zachodzące w miastach mogą zostać usprawnione dzięki zastosowaniu technologii?

Ogólnie technologia może pomóc usprawnić procesy komunikacyjne i partycypacji społecznej zachodzące w miastach, np. mogą powstawać portale internetowe, fora dyskusyjne czy aplikacje mobilne służące właśnie tym celom. W szczególności naukowcy spodziewają się, że technologie kwantowe mogą pomóc w zapewnianiu bezpieczniejszej komunikacji oraz usprawnianiu metod uczenia maszynowego, które mogą z kolei ułatwiać podejmowanie decyzji oraz udział w procesach komunikacyjnych i partycypacji społecznej (może to dotyczyć szczególnie osób starszych lub z niepełnosprawnościami).

Czy da się w prosty sposób wytłumaczyć na czym polegają technologie kwantowe i do czego mogą zostać zastosowane?

Technologie kwantowe są to technologie korzystające w swoim działaniu z praw mechaniki kwantowej, wykorzystując w szczególności takie zjawiska kwantowe jak superpozycja, sprzężenie, interferencja czy tunelowanie kwantowe.

Spodziewamy się, że technologie kwantowe mogą mieć w przyszłości zastosowania m.in. do rozwiązywania problemów optymalizacyjnych (które występują powszechnie m.in. w transporcie, energetyce, finansach), projektowania nowych substancji, a także w tworzeniu bezpieczniejszej i odporniejszej na ataki komunikacji internetowej. Spodziewane są również zastosowania technologii kwantowych do wzmacniania możliwości sztucznej inteligencji, szczególnie wizji komputerowej.

Na jakim etapie rozwoju jest technologia kwantowa?

Choć pomysły na rozwój i zastosowanie technologii kwantowych są już znane od dziesięcioleci, technologie te są wciąż na dość wczesnym etapie. Pojawiają się już pierwsze zastosowania, m.in. do komunikacji (kwantowej) czy rozwiązywania problemów optymalizacyjnych, ale wciąż nie są to zastosowania powszechne. Wciąż nie jest jasne czy i kiedy dokładnie komputery kwantowe okażą się być skuteczniejsze w zastosowaniach praktycznych i biznesowych od komputerów klasycznych.

Jak technologie kwantowe mogą wspomóc rozwiązania chmurowe i sztuczną inteligencję?

W przypadku chmury technologie kwantowe mogą potencjalnie zwiększyć bezpieczeństwo danych, a obliczenia kwantowe mogą stanowić dodatkową usługę dostępną w chmurze. Komputery kwantowe mogą też potencjalnie pomóc optymalizować działanie chmur obliczeniowych. W przypadku sztucznej inteligencji spodziewamy się, że przynajmniej niektóre metody będą mogły zostać przyspieszone dzięki zastosowaniu obliczeń kwantowych, być może też w niektórych przypadkach uda się otrzymać skuteczniejsze rozwiązania.

Jak sztuczna inteligencja i technologie kwantowe mogą wesprzeć miasta i społeczności odpowiadając na wyzwania przyszłości za 10-15 lat? Jaką przewagę można uzyskać dzięki tej technologii w mieście?

Zastosowania mogą być spotykane niemal na każdym kroku. Sztuczna inteligencja i technologie kwantowe mogą pomóc rozwiązywać lepiej niż obecnie wszelkie zadania optymalizacyjne, dotyczące np. optymalizacji transportu, logistyki, sieci energetycznej, planowania miast itp. Mogą również pomóc w automatycznym monitorowaniu obszarów miejskich i infrastruktury. Mogą pomóc tworzyć nowe materiały i leki, przyczyniać się do zmian architektonicznych w miastach, oraz leczenia (lub przeciwdziałania) wielu chorób. Autonomiczne pojazdy i roboty mogą transportować ludzi lub dowozić zakupy, przesyłki lub leki. Możliwości tych technologii wydają się obecnie niemal nieograniczone, tym bardziej, że powstające systemy inteligentne mogą z czasem pomóc tworzyć coraz lepsze metody i narzędzia, a także potencjalnie wymyślać zupełnie nowe zastosowania.

Co jako Fundacja Quantum AI staracie się osiągnąć? Czy podejmujecie działania, które mogą przyczyniać się do rozwoju miast?

Naszym celem statutowym jest wspieranie badań, edukacji i współpracy w obszarze nowych technologii. Obecnie skupiamy się przede wszystkim na działaniach edukacyjnych i popularyzatorskich, szczególnie w obszarze informatyki kwantowej (gdyż w tym obszarze są obecnie największy potrzeby), ale interesują nas wszystkie nowe technologie, w tym m.in. sztuczna inteligencja. Cele statutowe realizujemy poprzez organizację wydarzeń takich jak spotkania Warsaw Quantum Computing Group, warsztaty edukujące w obszarze informatyki kwantowej, wykłady, hacakthony, konkursy i konferencje. Edukujemy w ten sposób społeczeństwo w obszarze technologii kwantowych oraz kształcimy przyszłych inżynierów i naukowców działających w tym obszarze, wspierając rozwój ekosystemu technologii kwantowych w Polsce. Poprzez organizację meetupu Warsaw Quantum Computing Group i wsparcie organizacyjne meetupu Warsaw.ai tworzymy lokalną społeczność specjalistów w obszarze technologii kwantowych i sztucznej inteligencji w Warszawie, przyczyniając się w ten sposób również do rozwoju tego miasta.

Paweł Gora - Fundator i Prezes "Fundacji Quantum AI", naukowiec i nauczyciel akademicki na Wydziale Matematyki, Informatyki i Mechaniki Uniwersytetu Warszawskiego. Interesuje się nowymi technologiami (np. sztuczna inteligencja, informatyka kwantowa) oraz ich zastosowaniami w różnych dziedzinach, m.in. w transporcie, medycynie i e-commerce. Posiada wieloletnie doświadczenie w obszarze modelowania, analizy i optymalizacji transportu w miastach. Więcej informacji: https://www.mimuw.edu.pl/~pawelg.