egyedülálló – Műszaki Magazin https://www.muszaki-magazin.hu Ipari média / szaklap: Hírek az ipar és gyártás területéről. Sun, 26 Apr 2026 07:44:45 +0000 hu hourly 1 https://wordpress.org/?v=4.8 Világszinten is egyedülálló drónfejlesztés magyar kutatóktól https://www.muszaki-magazin.hu/2025/04/28/sztaki-dron-fejlesztes-egyedulallo/ Mon, 28 Apr 2025 06:00:48 +0000 https://www.muszaki-magazin.hu/?p=33984 Amikor csomagszállító drónokról hallunk, sokan jövőbe illő jeleneteket képzelnek maguk elé: lebegő szerkezetek hozzák házhoz a rendelést, közvetlenül az erkélyre vagy a kertkapu elé. A valóság azonban ennél jóval összetettebb, és a legnagyobb kihívást az jelenti, hogy ezek az eszközök önállóan, biztonságosan és megbízhatóan tudjanak tájékozódni a gyakran kiszámíthatatlan városi környezetben. A HUN-REN SZTAKI Rendszer- […]

The post Világszinten is egyedülálló drónfejlesztés magyar kutatóktól appeared first on Műszaki Magazin.

]]>
Amikor csomagszállító drónokról hallunk, sokan jövőbe illő jeleneteket képzelnek maguk elé: lebegő szerkezetek hozzák házhoz a rendelést, közvetlenül az erkélyre vagy a kertkapu elé.

A valóság azonban ennél jóval összetettebb, és a legnagyobb kihívást az jelenti, hogy ezek az eszközök önállóan, biztonságosan és megbízhatóan tudjanak tájékozódni a gyakran kiszámíthatatlan városi környezetben. A HUN-REN SZTAKI Rendszer- és Irányításelméleti Kutatólaboratóriumának (SCL) szakemberei ezen a területen értek el világszinten is egyedülálló eredményeket olyan intelligens irányítási megoldások fejlesztésével, amelyekkel a drónok képesek valós időben reagálni a környezet változásaira – mindezt minimális energiafelhasználás mellett.

A drón, ami lát, gondolkodik és dönt

Ahhoz, hogy egy drón biztonságosan repülhessen, tudnia kell, hol van, mi van körülötte, és merre érdemes haladnia. Ehhez nem elég előre beállítani a repülési pályát – villámgyors, rögtönzött alkalmazkodásra van szükség. Egy arra szálló madár, az építkezés miatt felállított daru, vagy akár egy hirtelen széllökés is felülírhatja az eredeti útvonaltervet. Az autonóm drónokat különféle érzékelők segíthetik a tájékozódásban: GPS, gyorsulás- és forgásisebesség-mérők, kamerák, illetve a LIDAR, ami a radarhoz hasonlóan működik, de rádióhullámok helyett lézerrel térképezi fel a környezet tárgyait és akadályait.

Itt érkezünk el a technológia egyik alapvető dilemmájához: felszerelhetjük a drónt a lehető legjobb szenzorokkal, de azok nehezek, sok energiát fogyasztanak, és bonyolultabbá teszik a működést. Egy drón pedig csak korlátozott súlyt bír el, és akkumulátorának kapacitása is véges. Ezért van szükség okos, hatékony irányítási megoldásokra – a cél nem az, hogy minden apró adatot észleljen és rögzítsen az eszköz, hanem az, hogy pont annyit érzékeljen és dolgozzon fel, amennyi a gyors, biztonságos döntésekhez elegendő.

A HUN-REN SZTAKI SCL kutatói olyan szoftveres rendszereket fejlesztenek, amelyek képesek a rendelkezésre álló adatok alapján gyors és megbízható döntéseket hozni.

„Ezek a rendszerek nemcsak előre terveznek, hanem a legkisebb váratlan változásra is reagálva folyamatosan tervezik újra a drón mozgását – mondja Péni Tamás, az SCL kutatója. – Nem elég ugyanis azt tudnunk, hogy az adott pillanatban hol van az akadály, azt is fel kell mérnie az eszköznek, hogyan mozoghat az a tárgy a jövőben, és megfelelő biztonsági távolságok betartásával ehhez igazítania kell a saját mozgását is.”

Ennek érdekében a repülési pálya kialakítása két szinten történik. Az egyik a globális szint, ami annak felel meg, mint amikor az autónkkal a GPS alapján elindulunk úticélunk felé. A rendelkezésre álló térképek és információk alapján a drón ugyanígy tervezi meg előre az útvonalát. Amikor azonban váratlan helyzet adódik – például egy akadály kerül a drón elé –, akkor életbe lép a lokális szintű tervezés, az eszköz változtat a röppályáján, sőt, ha kell, az egész további útvonalát is módosítja. Ha pedig több drón van egyszerre a levegőben, akkor ezek kommunikálni is tudnak egymással. Ha például az egyik új akadályt vesz észre – mondjuk egy darut, amit nem jeleztek a térképen –, ezt az információt azonnal meg tudja osztani a többi drónnal. Így minden eszköz egyetlen közös, valós idejű „térképen” dolgozik, és mindannyian képesek biztonságosan eljutni a célállomásra.

A HUN-REN SZTAKI kutatói által kifejlesztett rendszerrel felszerelt drón képes arra, hogy egy egyszerű horog segítségével önállóan felvegye a csomagot a mozgó járműről, majd egy másik, szintén mozgó járműre kézbesítse – centiméteres pontossággal. A vásári horgászós játékból tudhatjuk: ez még saját kezünkkel irányítva sem könnyű mutatvány. Emberi vezérlés nélkül, teljesen autonóm drónnal pedig a világon jelenleg csak a magyar laboratóriumban képesek ezt végrehajtani.

„Más nemzetközi kísérletek nehezebb és bonyolultabb, aktív megfogó mechanikát, például tűket, elektromágnest vagy markoló kart használnak, míg a mi megoldásunk nem csupán technológiailag egyszerűbb, de energiatakarékosabb is – mondja dr. Tóth Roland, az SCL kutatója. – Ez lehetővé teszi, hogy olcsóbb, kisebb drónok is el tudjanak végezni komplex feladatokat, ráadásul egy horog aránylag könnyen felszerelhető bármely csomagra.”

Pizzát azért még ne rendeljünk a drónoktól

Bár a csomagszállító drónokat leggyakrabban városi környezetben képzeljük el, az első, valóban működő rendszerekkel nem a nagyvárosi utcákon találkozunk majd. Ennek egyszerű oka van: a vidéki, ritkán lakott környezet, vagy éppen a zárt terek, raktárak sokkal kiszámíthatóbbak.

Néhány országban már elindultak az első olyan szolgáltatások, ahol a drónok gyógyszert, ételt vagy kisebb csomagokat szállítanak, ám ezek jellemzően stabil időjárási viszonyok között, alacsony épületek és egyszerű légiforgalom mellett működnek. Ilyen környezetben nincs szükség nagy pontosságra vagy gyors irányváltásokra.

Ezzel szemben az a fajta irányítás, amely lehetővé teszi, hogy egy drón akár mozgó járművek között is biztonságosan és önállóan kézbesítsen csomagot, még nem része a hétköznapi gyakorlatnak. Az ilyen feladatokhoz szükséges, valós idejű és centiméteres pontosságú mozgásvezérlés az, amiben a HUN-REN SZTAKI kutatóinak munkája világszinten is előremutatónak számít.

Ezeknek a fejlesztéseknek pedig az ipari vagy logisztikai létesítmények jelenthetik a legjobb tanulópályát: az ilyen zárt terekben ugyanis nincsenek véletlenszerű mozgások, madarak vagy járókelők, és nem befolyásolja a repülést a szél vagy a köd. Így ideális környezetet biztosítanak a precíziós autonóm repülés fejlesztéséhez, ahol a drónok valódi kihívások között, de ellenőrzött módon bizonyíthatják megbízhatóságukat.


Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Világszinten is egyedülálló drónfejlesztés magyar kutatóktól appeared first on Műszaki Magazin.

]]>
Fókuszban a zöld hidrogén: új és egyedülálló technológiát kínál a Bosch https://www.muszaki-magazin.hu/2023/07/31/bosch-zold-hidrogen-ipar/ Mon, 31 Jul 2023 08:25:47 +0000 https://www.muszaki-magazin.hu/?p=26198 „A klímasemleges világ nem működhet zöld hidrogén nélkül” – hangsúlyozta Dr. Stefan Hartung, a Bosch igazgatóságának elnöke. A Bosch vízkezelési technológiával bővíti tevékenységét. A vízkezelés jól ismert, fordított ozmózisos módszerét alkalmazó rendszerek mellett a Bosch a jövőben új, kifejezetten a távoli, nehezen megközelíthető területekre és a tengeri helyszínekre kifejlesztett megoldásokat is kínál. „A zöld hidrogén […]

The post Fókuszban a zöld hidrogén: új és egyedülálló technológiát kínál a Bosch appeared first on Műszaki Magazin.

]]>

„A klímasemleges világ nem működhet zöld hidrogén nélkül”

– hangsúlyozta Dr. Stefan Hartung, a Bosch igazgatóságának elnöke.

A Bosch vízkezelési technológiával bővíti tevékenységét. A vízkezelés jól ismert, fordított ozmózisos módszerét alkalmazó rendszerek mellett a Bosch a jövőben új, kifejezetten a távoli, nehezen megközelíthető területekre és a tengeri helyszínekre kifejlesztett megoldásokat is kínál.

„A zöld hidrogén előállításához mindenekelőtt ultratiszta vízre van szükség. Speciális berendezéseinkkel bárhol, még a világ félreesőbb területein is gazdaságosan és környezetkímélő módon végezhető a vízkezelés”

– fejtette ki Hartung.

A Bosch Manufacturing Solutions olyan rendszereket fejleszt, amelyeket nem csupán robusztus kialakítás és csekély karbantartási igény jellemez, hanem ezekkel a műszaki megoldásokkal a piacon általánosan elérhető megoldásokkal szemben kiküszöbölhető a vegyszerek használata a vízkezelés során.

„Egyaránt fejlesztünk technológiákat vízkezeléshez, valamint a hidrogén előállításához, sűrítéséhez, tárolásához és felhasználásához – mégpedig különböző üzleti ágazatok számára”

– emelte ki Hartung.

A vízkezelés a hidrogén értéklánc első és legalapvetőbb lépése. A Bosch az elektrolízishez szükséges vízkezelés technológiáját Renningenben (Németország), Stuttgart-Feuerbachban (Németország) és České Budějovice-ben (Csehország) található telephelyein fejlesztette ki, amely idén külső kísérleti projektekkel bővül. A berendezések piaci bevezetését a vállalat 2024-re tervezi.

Speciális vízkezelő berendezések a legzordabb körülményekhez

Az elektrolizáló berendezéseknek a hidrogén előállításához ultratiszta vízre van szükségük.

„Az elektrolizáló berendezéseket a vízben lévő szennyeződések nagyon rövid időn belül működésképtelenné tehetik”

– magyarázta Dr. Wolfgang Schleifenbaum, a Bosch Manufacturing Solutions Hidrogén Üzletágának vezetője. A jövőben a hidrogént olyan területeken állítják elő, ahol erős a szél vagy magas a napsütéses órák száma, így például Afrikában, Dél-Amerikában vagy Észak-Európában. A tengeri vagy a sivatagi helyszínek különösen nagy kihívást jelentenek, hiszen ezeken a területeken a vízkezelést nemcsak a műszaki létesítményektől való nagy távolság, hanem a magas sótartalmú vagy épp az ásványi anyagokban gazdag, kemény víz is nehezíthetik. Mindezek miatt a világban nagy a kereslet a speciális berendezések iránt. A Bosch várakozásai szerint 2035-től kezdődően világszerte, évente a vállalat mintegy 500 speciális vízkezelő rendszerére lehet szükség.

A Bosch berendezései az ásványi anyagokat termikus és elektrokémiai eljárások útján távolítják el a vízből és ultratiszta vizet állítanak elő. A szűrőközeg nélküli vízkezelési eljárásnak köszönhetően az üzemeltetők teljes mértékben mellőzhetik a vegyszerek használatát.

„A zöld hidrogén csak akkor fenntartható, ha előállítása nem okoz járulékos környezeti károkat például nem juttatunk vegyszereket az amúgy is erősen szennyezett vizeinkbe”

– mutatott rá Schleifenbaum. A berendezések akár távolról is végezhető, megelőző karbantartásához a Bosch olyan szoftvermegoldásokat kínál, amelyek zord környezeti körülmények között is megbízható működést garantálnak.

Ipari vízkezelő rendszerek a fejlett területekre

Világszerte óriási az igény a különböző hidrogénprojektekhez szükséges ultratiszta vízre. Miközben a világ a párizsi klímaegyezmény céljainak megvalósítására törekszik, a Bosch becslése szerint 2050-től évente mintegy négy köbkilométert — azaz a németországi Starnberg-tó vízkészleténél is többet – tesz majd ki az elektrolízishez használt víz iránti kereslet. Az Európai Unió céljai között szerepel, hogy Európa elektrolízis-kapacitása 2030-ig elérje a 40 gigawattot, és ehhez a tervek szerint akár tízmillió tonna megújuló forrásból származó hidrogént kíván előállítani (forrás: Európai Bizottság, 2020).

„A jövő energiaellátásában a hidrogén döntő szerepet játszik. A különböző iparágak világszerte csak a hidrogén használatával válhatnak klímasemlegessé. A Bosch olyan vízkezelési technológiát kínál, amely egyaránt megfelel az elektrolizáló berendezések méretére, teljesítményére és elhelyezkedésére vonatkozó követelményeknek”

– hangsúlyozta Schleifenbaum. A fejlett területeken történő vízkezeléshez a Bosch olyan ipari rendszerekkel tervezi bővíteni portfólióját, amelyek fordított ozmózisos eljárások során, ioncserélők segítségével a csapvizet az elektrolízishez szükséges ultratiszta vízzé alakítják.

Vízkezelés Bosch technológiával – „Életre tervezve”

A Bosch technológiái az értékes ivóvízkészletek megóvásához is hozzájárulnak. A Bosch rendszerei különösen hatékonyak, a piacon elterjedt megoldásokhoz képest ugyanis akár harmadával is csökkenthetik az elektrolízishez szükséges víz előállításához felhasznált tápvíz mennyiségét. A speciális berendezések az elektrolízishez szükséges víz előállítása mellett a megfelelő műszaki módosítások után ivóvíz előállítására is alkalmasak.

„Vízkezelő rendszereinkkel is követjük a Bosch irányelveit. ’Életre tervezve’ technológiákat kínálunk. Technológiánkkal a szűkös ivóvízkészletekkel rendelkező területeken az ivóvízellátás javításához is hozzájárulhatunk”

– tette hozzá Schleifenbaum.

Bosch Magyarország Podcast: technológiáról közérthetően

A világegyetem általunk ismert részének leggyakrabban előforduló eleme nemcsak energiatárolási és felhasználási szokásainkat, hanem a közlekedésünket is meghatározza majd a következő évtizedekben. A zöld hidrogénről és a hozzá kapcsolódó felhasználási módokról szól a Bosch Magyarország Podcast legújabb epizódja. A Bosch Magyarország Podcast negyedévente jelentkezik az innováció és a kutatás-fejlesztés legaktuálisabb témáival, szakértő vendégek segítségével közérthető válaszokat keres a jövő technológiájának legégetőbb kérdéseire. Aki szeretne többet megtudni a hidrogéngazdaság jövőjéről, az adást megnézheti a Youtube csatornán, vagy meghallgathatja a Bosch Magyarország, Spotify, Apple Podcasts, Google Podcasts és Simplecast podcast-csatornáin!


Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Fókuszban a zöld hidrogén: új és egyedülálló technológiát kínál a Bosch appeared first on Műszaki Magazin.

]]>
Önálló szabadalom lehet a Széchenyi István Egyetem egyedülálló oktatási platformja https://www.muszaki-magazin.hu/2023/06/15/szie-oktatasi-platform-szabadalom/ Thu, 15 Jun 2023 05:30:24 +0000 https://www.muszaki-magazin.hu/?p=25674 Négy ágazat nyolc szakmájának oktatásához tud hatékonyan hozzájárulni az a mindössze másfél négyzetméteres, 5G képes, moduláris felépítésű kiber-fizikai demonstrációs és oktatási platform, amelyet a győri Széchenyi István Egyetem szakemberei fejlesztettek. A „mini gyártósor” a fizikai világban hajtja végre mindazt, amit a digitális térben kérünk tőle (és fordítva is), legyen szó csupán fagyiadagolásról vagy akár egy […]

The post Önálló szabadalom lehet a Széchenyi István Egyetem egyedülálló oktatási platformja appeared first on Műszaki Magazin.

]]>
Négy ágazat nyolc szakmájának oktatásához tud hatékonyan hozzájárulni az a mindössze másfél négyzetméteres, 5G képes, moduláris felépítésű kiber-fizikai demonstrációs és oktatási platform, amelyet a győri Széchenyi István Egyetem szakemberei fejlesztettek.

A „mini gyártósor” a fizikai világban hajtja végre mindazt, amit a digitális térben kérünk tőle (és fordítva is), legyen szó csupán fagyiadagolásról vagy akár egy járműipari munkadarab megformálásáról. A találmány, amely nemcsak az egyetemi hallgatók, de a technikumok diákjai számára is rengeteg új ismeretet adhat, már szabadalmi eljárás alatt áll.

A fenntartható technológiai fejlődés az egyik fókuszpontja a Széchenyi István Egyetem oktatási, kutatási és harmadik missziós tevékenységének. Ennek részeként kiemelt terület az ipar 4.0 szemlélet, az automatizálás és a digitalizáció, amelyek egyszerre vannak jelen az intézmény Gépészmérnöki, Informatikai és Villamosmérnöki Kara Automatizálási és Mechatronikai Tanszékének munkatársai által fejlesztett egyedülálló találmányban. A tanszékhez tartozó Kiber-Fizikai Gyártórendszerek Laboratórium három kutatója egy olyan hiánypótló oktatási és demonstrációs platformot fejlesztett, amely összeköti a fizikai és a digitális világot, ezzel megsokszorozza a felhasználási lehetőségeket egyszerre több szakma képzésében is.

„Egy olyan automatizálási és robotikai eszközt, egy kiber-fizikai demonstrációs és oktatási platformot fejlesztettünk, amely merőben újszerű és jelentősen eltérő a korábbi berendezésekhez képest. Az eszköz segítségével egy komplett gyártósori folyamatot láttathatunk, de úgy, hogy a fizikai folyamatok digitális mását is valós időben követhetjük nyomon. Ez nagyfokú rugalmasságra ad lehetőséget, hiszen ha a folyamatokba beavatkozunk a digitális térben, annak tapasztalhatjuk a kihatását a fizikai valóságban”

– magyarázta Szántó Norbert egyetemi tanársegéd, a Kiber-Fizikai Gyártórendszerek Laboratórium vezetője.

Munkatársa, Monek Gergő Dávid egyetemi tanársegéd hozzáfűzte, az egész rendszer moduláris felépítésű, így lépésről lépésre juthatunk el az alapfokú automatizálási ismeretektől a magas szintű digitális tudásig.

„A piacon jelenleg megvásárolható oktatási eszközök esetében fix műveletek valósíthatók meg a rendelkezésre álló eszközök segítségével, a fúró például mindig csak fúrni tud. A mi demonstrációs platformunkból kihagytuk ezeket a fizikai eszközöket, helyettük a műveleteket virtuálisan adjuk hozzá. Ami ma fúró, holnap lehet fagyiadagoló vagy madárkeltető”

– emelte ki. Hogy mindez nem túlzás, arra jó példa, hogy a Széchenyi István Egyetemen a közelmúltban megrendezett XXVIII. Országos Ajtonyi István Irányítástechnikai Programozó Versenyen, a hazai műszaki felsőoktatás tehetségeinek egyik legfontosabb seregszemléjén éppen madárkeltetés volt a feladat a saját fejlesztésű platform használata segítségével. Bár a téma viccesnek tűnhet, tökéletesen rávilágít arra, hogy a tudás birtokában, a technológia ismeretében bármivel behelyettesíthető a termék, határt csak a fantázia korlátai szabhatnak.

Egyedülálló roboteszköz a Széchenyi István Egyetemről. (Fotó: Májer Csaba József)

A kérdésre, hogy miért vágtak bele a fejlesztésbe, a laboratórium munkatársai elmondták: egy valós problémára kerestek megoldást, hiszen maguk is tapasztalták a meglévő demonstrációs platformok korlátait. Egy eszköz általában egyféle folyamat oktatására alkalmas, és a képzőhelyeknek minden egyes bemutatni kívánt feladatra külön berenzedést, eszközt kellene vásárolniuk, amelyek üzemeltetési költsége és helyigénye is jelentős. Ezzel szemben a Széchenyi-egyetem szakembereinek fejlesztése mindössze másfél négyzetméternyi helyet foglal, kerekei révén teljesen mobil, ráadásul 5G képes, így akár egy parkolóban is üzemeltethető. Működtetéséhez nem kell ipari áram, sem sűrítettlevegő-ellátás, csak egy hagyományos konnektor. Az igazán nagy előnye pedig, hogy egyetlen eszközzel számos folyamat demonstrálható, négy ágazat – a gépészet, az informatika és távközlés, az elektrotechnika-elektronika, valamint a speciális gép- és járműgyártás – nyolc szakmájának oktatásához tud hatékony gyakorlati segítséget biztosítani.

„Kifejezett célunk volt, hogy a fiatal generációt is meg tudjuk szólítani, ezért a platform dizájnjára is figyeltünk. LED-világítással láttuk el, érintőkijelzőt alkalmaztunk, minden megfogható, körüljárható. Az interaktivitás a hallgatói, tanulói megértést szolgálja, ezért jó lehetőség a szakképzés számára, annál is inkább, hiszen az egyetem több szakképzési centrummal és számos technikummal együttműködik”

– fűzte hozzá Korpai Richárd tanszéki mérnök. Aláhúzta, legyen szó PLC-programozásról, robot-, mikrokontroller- vagy digitális iker programozásról, a kommunikációs csatornák kiépítéséről, az 5G alkalmazási lehetőségeiről, rengeteg ismeret átadható a platform oktatási célú használata révén.

A Széchenyi István Egyetem folyamatosan támogatja az intézmény tudásbázisán létrejövő szellemi alkotások gyakorlati, piaci hasznosítását. A fiatal kutatók által készített innováció szabadalmi eljárása az egyetem Felsőoktatási és Ipari Együttműködési Központja segítségével már el is kezdődött, míg a prototípust követően a továbbfejlesztett eszköz az intézmény Digitális Fejlesztési Központja támogatásával valósult meg.

„A piaci hasznosítást az egyetem erre a célra létrehozott vállalkozásán, az Uni Inno Kft.-n keresztül tervezzük, ami a későbbiekben egy egyetemi brand alatt megtestesülő spinoff cégben is folytatódhat. Amellett, hogy a platformot önálló termékként értékesítjük, segítségével az egyetemi szolgáltatások körét is bővíteni tudjuk”

– fogalmazott Szántó Norbert. Kiemelte, ipari területen tevékenykedő szakemberek bevonásával hozták létre az ipar 4.0 rendszerfejlesztő és digitalizációs szakmérnök szakirányú továbbképzést, amelyben szintén jelentős szerepet kaphat a kiber-fizikai demonstrációs és oktatási platform.


Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Önálló szabadalom lehet a Széchenyi István Egyetem egyedülálló oktatási platformja appeared first on Műszaki Magazin.

]]>
Megérkezett az ELTE-re a Közép-Európában egyedülálló kvantumprocesszor https://www.muszaki-magazin.hu/2022/04/08/elte-kvantumprocesszor-erkezes/ Fri, 08 Apr 2022 06:00:01 +0000 https://www.muszaki-magazin.hu/?p=19656 A világszínvonalat képviselő kvantumhardvert közösen vásárolta meg az ELTE két kutatócsoportja a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratóriumban folyó munkájukhoz.  Az eszköz mind az alap-, mind pedig az alkalmazott kutatásban versenyképessé teheti a magyar kutatócsoportokat a nagy horderejű, interdiszciplináris innovációk területén. Bár a kvantumos jelenségeken alapuló számítások konkrét alkalmazásokban megmutatkozó előnyei még korlátozottak és nem beszélhetünk ezen a területen igazi versenyről, […]

The post Megérkezett az ELTE-re a Közép-Európában egyedülálló kvantumprocesszor appeared first on Műszaki Magazin.

]]>
A világszínvonalat képviselő kvantumhardvert közösen vásárolta meg az ELTE két kutatócsoportja a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratóriumban folyó munkájukhoz. 

Az eszköz mind az alap-, mind pedig az alkalmazott kutatásban versenyképessé teheti a magyar kutatócsoportokat a nagy horderejű, interdiszciplináris innovációk területén.

Bár a kvantumos jelenségeken alapuló számítások konkrét alkalmazásokban megmutatkozó előnyei még korlátozottak és nem beszélhetünk ezen a területen igazi versenyről, abban konszenzus van, hogy a kvantumszámítógépek a jövőben jelentős, alapvető hatást gyakorolnak az informatikai trendekre és hamarosan eljöhet az idő, amikor részben át is írják annak szabályait.

A magyarországi kvantuminformatikai kutatásokat a Kvantuminformatikai Nemzeti Laboratórium intézményeken és diszciplínákon átívelő tevékenysége fogja össze jelenleg a legszélesebb körben. Az ELTE Informatikai Karán és Természettudományi Karán a következő területeken végeznek kutatásokat: kvantumszámítógépek programozását megkönnyítő programozási nyelvek és szoftverfejlesztési eszközök (fordítóprogramok, elemző, profilozó és refaktoráló eszközök), klasszikus és kvantumos programelemek egyesítése, kódoptimalizálási módszerek, kvantumalgoritmusok, kvantumszámítógép-szimulátorok, posztkvantum kriptográfia, valamint optikai és kvantumoptikai alapjelenségek kísérleti úton való tanulmányozása. (Az ELTE TTK-n folyó kvantuminformatikai kutatásokról Rakyta Péter PhD-hallgató előadását itt nézheti meg.)

A Kvantuminformatikai Nemzeti Laboratóriumot bemutató videó

Az ELTE a Laboratóriumban folyó kutatómunka infrastrukturális háttereként 2021 végén szerzett be egy Közép-Európában egyedülálló, a világ élvonalát képviselő fotonikus processzort. A fotonikus processzorok kulcsfontosságúak mind a kvantumos, mind a fényt használó információfeldolgozási feladatokban. Mivel a lineáris optikai kvantuminformáció-feldolgozáshoz nagyméretű és alacsony veszteségű programozható fotonikus processzorokra van szükség, a Laboratórium támogatásával az ELTE választása egy egyetemi startup, a University of Twente campusán működő QuiX Quantum univerzális kvantumfotonikus processzorára esett.

Vattay Gábor, a Természettudományi Karon működő tudományos műhely vezetője elmondta, ez egy kis veszteségű, 8 üzemmódú, hangolható lineáris interferométer. A nyalábokra osztott lézersugár interferenciáját mérő műszer a hullámvezetők elrendezése miatt tetszőleges lineáris optikai transzformációt, azaz számítási műveletet tesz lehetővé. A műveleteket a processzorhoz csatlakoztatott hagyományos számítógépen futó program vezérli.

Az eszköz programozása egy unitér mátrix segítségével történik. A jelenleg 8*8-as mátrix alatt a processzor meghatározott megbízhatósággal hajtja végre a programot. A program megbízhatósága mérhető, és az előforduló hibák mintázatai akár gépi tanulási algoritmusok segítségével detektálhatóak. E tudás birtokában az ELTE-n különféle hibajavítási technikákat dolgoznak ki, és a kutató akár egy egyszerű önellenőrzéssel átalakíthatja a mátrixát úgy, hogy a mérési eredmény az elvárthoz a lehető legközelebb legyen.

Az új típusú számítógép-architektúrák nem jelentenek gyakorlati megoldást minden számítási problémára, de rendkívül jól használhatók olyan problémák esetén, amelyekhez nagyszámú lehetséges kombináció kiszámítása szükséges. Nagy hatékonyság várható például a gépi tanulás, a kombinatorikus optimalizálás, az adatbázis-keresés, a portfólió-optimalizálás területén. A kiberbiztonság szempontjából fontos alkalmazási lehetőség a véletlenszám-generálás, valamint a nagy számok faktorizációja.

A kvantumos és fotonikus eszközök jelenleg drágák, rossz a hibatűrésük, (bizonyos fajtáik) nagyok, és speciális környezetet igényelnek, ezért a fejlesztési folyamat sikerének zálogai a felhasználóbarát architektúrák és a felhőben való használhatóság, az infrastruktúra megosztása, a hozzáférés biztosítása és a szimuláció.

Az Informatikai Karon  Kozsik Tamás és kutatócsoportja által fejlesztett, szabadon hozzáférhető Piquasso szimulátor hatékonyságát tekintve a világ legjobbjai közé tartozik. Az alkalmazás bizonyos számításokban akár négyszer gyorsabb, mint a jelenleg piacvezető TheWalrus (Xanadu) szimulátor, sőt a kutatók FPGA-alapú számításgyorsítójával ez az előny 13-szorosra is növelhető. A kvantumszimulátorok a kvantumalgoritmusok futtatására alkalmasak kvantumszámítógép nélkül, így megkönnyítik az algoritmusok tesztelését és a hibakeresést. Jelenleg a szimulátorok kapacitása még jelentősen meghaladja a fizikailag megvalósított kvantumszámítógépekét, de ez a trend hamarosan megfordul.

A kvantumprocesszor kicsomagolása a Természettudományi Kar videóján

 

A következő évek nagy kihívása, hogy K+F+I eredményeik mennyire teszik a magyar kutatócsoportokat versenyképessé az európai zászlóshajó programban, kellően sikeresek leszünk-e a nagy horderejű interdiszciplináris tudományos és technológiai kihívásokat célzó kutatási tevékenységek koncentrációjában, az eredmények technológiai, üzleti becsatornázásában. Az ELTE-n üzemelő kvantumhardver a közeli jövő egyik nagy ígérete ebben az irányban.

A Laboratórium kutatási eredményei bekerülnek az ELTE oktatási programjaiba. Idén augusztusban pedig várja az érdeklődő hallgatókat és fiatal kutatókat a Posztkvantum Kriptográfia Nyári Egyetem az Informatikai Karon, ahol akadémiai és ipari területről érkező vezető nemzetközi kutatók tartanak majd előadásokat.

The post Megérkezett az ELTE-re a Közép-Európában egyedülálló kvantumprocesszor appeared first on Műszaki Magazin.

]]>