A kvantumtechnológia kilépett a kutatólaborok falai közül, és megjelent a közlekedésirányítás legérzékenyebb pontjain: a navigációban, a forgalomoptimalizálásban, az infrastruktúra-ellenőrzésben és a kiberbiztonságban. GPS nélküli helymeghatározás, kvantumalapú útvonaltervezés és föld alá „látó” érzékelők már nem elméleti lehetőségek, hanem működő rendszerek. A kérdés az, hogy Európa – és benne Magyarország – időben felismeri-e ennek stratégiai jelentőségét.
Nem gyorsabb számítógép, hanem másfajta gondolkodás
A közlekedési rendszerek hagyományosan lineáris logikára épülnek: adat érkezik, egy algoritmus lefut, majd megszületik egy döntés. A kvantumtechnológia ezzel szemben nem egyetlen megoldást vizsgál végig lépésről lépésre, hanem egyszerre több lehetséges állapotot kezel. Ezt a jelenséget szuperpozíciónak nevezik, ami azt jelenti, hogy egy kvantumállapot egyszerre több értéket is felvehet addig, amíg meg nem mérjük. A különböző állapotok egymásra hatását interferenciának hívják, amely új mintázatokat hoz létre, ezekből lehet következtetni a legkedvezőbb megoldásra. Amikor pedig két részecske úgy kapcsolódik össze, hogy állapotuk egymástól független távolságban is összefügg, azt összefonódásnak nevezzük. Ezek a jelenségek együtt adják a kvantumtechnológia alapját.
Kvantumnavigáció: amikor a GPS nem elérhető
A modern közlekedés kritikus mértékben támaszkodik a GNSS-re, vagyis a globális műholdas helymeghatározó rendszerekre, amelyek közül a legismertebb a GPS. A GNSS azonban sérülékeny: zavarható, hamisítható, városi környezetben az épületek eltakarhatják a jelet, alagutakban pedig teljesen használhatatlan. A kvantumalapú navigáció erre kínál alternatívát. Ezek a rendszerek a Föld mágneses terének apró eltéréseit mérik rendkívül érzékeny kvantummagnetométerekkel. A magnetométer olyan műszer, amely mágneses tér erősségét és irányát méri, kvantumos változatban pedig rubídium atomok kvantumállapotait használja érzékelőként. A mért adatokat egy előre elkészített mágneses térképpel vetik össze, így a jármű pontos pozíciója GPS nélkül is meghatározható. Ez a megoldás közel műholdas pontosságot ad, és nagyságrendekkel pontosabb, mint a jelenleg használt inerciális navigációs rendszerek, amelyek gyorsulás- és forgásmérésekből számolják a helyzetet, de idővel elsodródnak.
Kvantumszámítás és forgalomoptimalizálás városi léptékben
Egy nagyvárosi közlekedési háló optimalizálása klasszikus számítógépeken rendkívül időigényes, mert a lehetséges útvonalak és menetrendek száma exponenciálisan nő. A kvantumszámítás egyik speciális ága, az úgynevezett kvantumannealing – magyarul kvantumos „kihűtéses” optimalizálás – másképp közelít a problémához. A rendszer a lehetséges megoldásokat egy energiaállapotként értelmezi, és azt keresi, ahol az „energia” a legalacsonyabb, vagyis a megoldás a legjobb kompromisszum. Ennek előnye, hogy nem feltétlenül a matematikailag tökéletes, hanem a gyakorlatban leggyorsabban használható eredményt adja.
Ennek hatását jól mutatja egy japán város, Kiotó példája, ahol kvantumalapú optimalizálással ugyanannyi fuvar kiszolgálásához harmadával kevesebb járműre volt szükség. Délkelet-Ázsiában, például Bangkokban egy hasonló megoldás tíz százalékkal csökkentette a futásteljesítményt és a menetidőt. Ezek a számok városi léptékben már érezhető forgalomcsökkenést és kibocsátás-mérséklést jelentenek.
Kvantumérzékelés: az utak alá látni bontás nélkül
A kvantumtechnológia nemcsak a forgalom irányításában, hanem az infrastruktúra felügyeletében is áttörést hoz. A kvantumgraviméter olyan műszer, amely a gravitáció rendkívül apró változásait méri. Ezekből következtetni lehet föld alatti üregekre, csővezetékekre vagy az altalaj gyengülésére. A hagyományos graviméterekkel szemben a kvantumos változatok stabilabbak és kevésbé hajlamosak a mérési elsodródásra, ezért alkalmasak járműre szerelve, folyamatos mérésre is. Ez különösen fontos városi környezetben, ahol a közműhálózat sűrű, és egy rejtett üreg súlyos balesetet okozhat.
Kvantumkiberbiztonság és a „Q-Day” fogalma
A Q-Day kifejezés azt a jövőbeni időpontot jelöli, amikor egy elég fejlett kvantumszámítógép képes lesz feltörni a ma használt titkosítási módszereket, például az RSA-algoritmust, amely nagy prímszámokra épül. A közlekedési rendszerek, amelyek hálózatba kötött járművekre és központi irányításra támaszkodnak, különösen érzékenyek erre a kockázatra. Erre válaszul jelenik meg a kvantumkulcs-elosztás, rövidítve QKD, amelynél a titkosítási kulcsot kvantumállapotok hordozzák. Ha valaki lehallgatja a kommunikációt, az megzavarja ezeket az állapotokat, így a támadás azonnal észlelhető. A legígéretesebb megoldások alacsony Föld körüli pályán, úgynevezett LEO-műholdakon működnek, mert itt kisebb a késleltetés és gyakoribb a kapcsolat.
Érdekesség – mennyibe kerül a kvantum a valóságban?
Egy ipari léptékű kvantumszámítógép ma még messze nem az asztali számítástechnika világa: egy ilyen berendezés tipikusan mintegy 15 millió dollárba kerül, miközben a fizikai mérete eléri a három méteres magasságot. Az üzemeltetés energiaigénye is jelentős, napi szinten körülbelül 600 kilowattóra villamos energiát fogyaszt, ami nagyjából húsz átlagos amerikai háztartás teljes napi fogyasztásának felel meg. Mindez azért szükséges, mert a kvantumchip csak extrém körülmények között működik stabilan: a működéshez a hőmérsékletet mínusz 273 Celsius-fok, vagyis az abszolút nulla közelében kell tartani, ahol a kvantumállapotok még nem „esnek szét” a környezeti zaj hatására.
A kvantumszámítógépek különleges felépítése a qubitek extrém működési igényeiből fakad: miközben a kvantumchip néhány centiméteres, az abszolút nulla közeli, -273 Celsius fokos hőmérséklet fenntartásához többlépcsős hűtőrendszerre van szükség.
Miért fontos ez Magyarország számára?
Magyarország tranzitország, jelentős városi forgalommal és erősen GNSS-függő közlekedési rendszerekkel. A kvantumtechnológia lehetőséget ad arra, hogy a forgalomirányítás ellenállóbb legyen a zavarásokkal szemben, az útfenntartás megelőző jellegűvé váljon, és a közlekedési adatbiztonság új szintre lépjen. A kérdés nem az, hogy ezek a technológiák megjelennek-e, hanem az, hogy hazai szinten mikor kezdődik meg a tudatos felkészülés.
Autószektor-kitekintés – technológia van, rendszer még alakul
A kvantumtechnológia megjelenése illeszkedik ahhoz a folyamathoz, amelyet az Autószektor több elemzésében is bemutatott. A Technológia van, felelős nincs – így bukhatja el Európa a közlekedésbiztonságot című cikk rámutat arra, hogy az innováció önmagában nem elég, ha nem követi intézményi és döntéshozói alkalmazkodás. Az AI már nem csak figyel – dönt is című elemzés pedig azt hangsúlyozza, hogy az adaptív rendszerek már aktívan alakítják a forgalmat, miközben a társadalmi kontroll még formálódik. A CES 2026: amikor az autó már nem csak követi, hanem érti is a forgalmat pedig azt mutatja meg, hogy a fejlett érzékelésre és előrejelzésre épülő rendszerek – amelyekhez a kvantumtechnológia középtávon kulcselem lehet – csak akkor hoznak valódi áttörést, ha az egész közlekedési ökoszisztéma képes alkalmazkodni hozzájuk.
Forrás: Traffic Technology Today – How quantum technologies are changing traffic management
Nyitókép: Traffic Technology Today, és egy kis magyarázat a nyitóképhez:
A Schrödinger macskája-paradoxon a kvantumos szuperpozíciót szemlélteti: amíg nem végzünk mérést, a rendszer egyszerre több állapotban létezhet. Hasonlóan működnek a qubitek is, amelyek a mérésig egyidejűleg hordozzák a 0 és az 1 állapotot, majd a megfigyelés pillanatában egy konkrét értékre „omlanak össze”.