Posla ima, ko hoće da radi

Kako piše portal “Infoliga” a prenose i brojni drugi mediji, “u prostorijama Dražinog doma u Ivanjici pronađeni su uređaji za rudarenje [kriptovaluta] na internetu u vrednosti preko 5.000 evra, koji su bili složeni u ručno pravljene ormariće i podešeni na daljinske komande. Celokupna oprema prikačena je na merno mesto izvedeno za eventualne potrebe grada, koje nije korišćeno pa samim tim ni evidentirano u Elektrodistribuciji. Prevara je otkrivena kada su opštinski radnici pokušali da uđu u podrum Dražinog doma kako bi prikačili struju za osvetljenje parkića tokom Nušićijade”. Kako piše isti portal, ukradeno je oko 55.000 kilovat-sati i pričinjena šteta od oko 22.000 evra. 

Vest je, reklo bi se, prilično konfuzna. Jer, kakvo je to “merno mesto” koje “nije korišćeno” pa samim tim nije “ni evidentirano”? I odakle struja u podrumu u koji su “opštinski radnici” ušli upravo da bi “prikačili struju”. I po kojoj tarifi 55.000 kilovat-sati vredi 22.000 evra, sa sve troškovima popravke obijene brave? Osim toga, oprema za rudarenje kriptovaluta koja vredi samo 5.000 evra je obična igračka - iza ove investicije verovatno se kriju neki samouki kompjuterski talibani. A nisu mnogo pametniji ni oni koji ih gone: umesto da isključe deo opreme i naprave “čeku” dok se ne pojavi neko da opremu vrati u život, oni su na sva zvona rastrubili da je unutra bilo 40°C (kao da na se na toj temperaturi topi beton) i da je “istraga u toku”. Ako su nepoznati prestupnici za pristup svojoj opremi koristili nekakav VPN (način da se sakrije internet adresa, samim tim i lokacija sa koje se kontroliše cela operacija), istraga će ostati bez rezultata.

Pojeo vuk magarca, kao što ga pojede i za mnogo veće stvari u ovoj zemlji. Ipak, od cele smešne vesti još smešniji su novinski naslovi: “Još jedna zloupotreba bitkoina”, “Kriptovalute napravile astronomsku štetu” i slični. Neki su čak izmontirali i sliku đenerala Draže u oluji bitkoin novčića, kao da je čitav posao obavila armija njegovih četnika. Istina je, međutim, da je rudarenje kriptovaluta u ovoj zemlji (još uvek) legalan posao. Ovde je reč je o klasičnoj krađi struje, relativno maloj za srpske standarde, a da li je ona potrošena na bitkoin ili na pečenje na daleko čuvene četničke gibanice - potpuno je svejedno. 

Ipak, cela vest, hiljadu puta ponavljana zbog svoje bizarnosti, još jednom je otkrila koliko domaća javnost, a i novinari, koji po prirodi posla imaju dužnost da je informišu, pojma nemaju šta su kriptovalute, kako funkcionišu i čemu tu kompjuteri uopšte služe. Na pomen bitkoina, najpoznatije kripto-valute, svi učeno klimaju glavom ali retko ko zna makar elementare činjenice. 

U daljem tekstu “bitkoin” je sinonim za sve ostale kriptovalute. Iako ima razlika u rasprostranjenosti i konceptu funkcionisanja, osnovni principi su identični. Da počnemo od osnovnih stvari. 

Novac je sredstvo razmene iza koga obično stoji država koja garantuje njegovu vrednost: ukoliko svoju robu prodate za novac, sutradan ćete za taj isti novac moći da kupite nešto drugo. Iako novac često poistovećujemo s papirom i kovanicama, novac ne mora da ima svoju fizičku formu. Zamislite državu u kojoj se sve transakcije obavljaju preko banke i platnim karticama - u tom slučaju, novac je samo skup brojeva uskladišten u bankarskim bazama podataka. Zato i nije preterano zanimljivo to što bitkoin i druge kriptovalute postoje samo u virtuelnom svetu. Ono što je, međutim, fascinantno je činjenica da ove valute imaju opipljivu vrednost. Nekada vam je bila potrebna gomila bitkoina da kupite jednu picu, pod uslovom da uopšte nađete mesto koje to “smeće” od novca hoće da primi. Danas jedan bitkoin vredi okruglo 50.000 dolara. Ta vrednost vrtoglavo raste: na početku 2020. godine bitkoin je vredeo 7.700 dolara a godinu dana kasnije 38.000 dolara. Na internet menjačnicama kurs je uvek nešto niži ali ko god je pre godinu, dve ili tri uložio evre u kupovinu bitkoina (zapravo “satošija”, delova bitkoina), danas može da se hvali velikim dobitkom.  

Dakle, mora biti da iza uspeha bitkoina stoji neko moćan: Amerika, Japan, Rusija, Kina, CIA, KGB, Mosad, iluminati, masoni, antivakseri, templari, ravnozemljaši, Aleksandar Vučić... U stvarnosti, iza bitkoina ne stoji niko! Softver koji koristi bitkoin napisao je 2009. godine Satoši Nakamoto (njegov identitet nikad nije utvrđen) a zatim ga pustio u svet. Ne postoji institucija koja garantuje stabilnost bitkoina i brine o njegovoj budućnosti. Štaviše, u prošlosti se vrednost bitkoina više puta drastično srozavala, obično nakon sigurnosnih propusta posle kojih se mnogo bitkoina našlo u džepovima lopova. Ipak, iako mu je više puta proricana skora propast, bitkoin se svaki put oporavljao i danas je vredniji nego ikad. Odakle potiče volja ljudi da svoju robu i “tvrd novac” (dolare i evre) menjaju za bitkoin? 

Razlozi su višestruki. Pre svega, troškovi transakcije su niži u odnosu na kreditne kartice ili servise kao što su “Pay Pal” i “Western Union”. Sama transakcija je tehnički jednostavnija a tehnologija je dostupna svima, uključujući i tek osnovane, male kompanije, koje generalno imaju problem sa troškovima usluge koje naplaćuju njihove poslovne banke. Takođe, kada se plaća bitkoinima ne postoji nikakva razlika između domaćih i internacionalnih transakcija, čak i kada se radi o velikim svotama. U svetu realnog novca, transfer para u inostranstvo uvek je skopčan s velikim troškovima, uz neizbežne kursne razlike koje inostrana plaćanja čine još skupljim. 

Činjenica da bitkoin ne zavisi ni od jedne države čini ovu valutu neosetljivom na politička dešavanja. Bitkoin je, takođe, otporan na inflaciju s obzirom da je unapred određen broj bitkoina koji će biti emitovan (21 milion i nijedan više). Ne treba zaboraviti ni sigurnost: učesnici u transakciji ne ostavljaju za sobom nijedan podatak koji bi kasnije mogao da bude zloupotrebljen (broj kreditne kartice, matični broj ili broj lične karte). Koncept bitkoina ne zahteva da njegovi vlasnici na bilo koji način budu legitimisani. 

Ako je davanje i primanje novca anonimno i ako u tom pogledu ne postoje nikakva ograničenja, onda praktično da ne postoji roba koja se ne može trampiti za bitkoine, što olakšava njenu cirkulaciju. Na žalost, dobar deo bitkoin-transakcija otpada na robu koja nikako ne bi smela slobodno da se prodaje (lekovi za koje je potreban recept, narkotici, oružje) ali je tome praktično nemoguće stati na put. Upravo zbog ovoga kriptovalute se često pojavljuju u vestima vezanim za internacionalni kriminal.

Kada se dobre i loše strane virtuelnih valuta stave na kantar, ispada da one dobre pretežu. Bitkoin je tako postao novac, skoro kao i svaki drugi. Ipak, mnoge države ne gledaju dobronamerno na ovu činjenicu a prednjači Kina koja je polovinom ove godine zabranila “rudarenje” (primarnu emisiju) bitkoina i sve transakcije bazirane na njemu, uz masovna hapšenja trgovaca koji su prodavali “sumnjivu” robu isključivo za kriptovalutu. Kina, jednostavno, više nije htela da gleda kako se ogromna količina juana odliva iz zemlje kroz konverziju u bitkoin. Preko 50% svetske bitkoin infrastrukture prestalo je da funkcioniše. Kineski biznismeni, vlasnici ogromne količine hardvera koji je preko noći stavljen van zakona, morali su da potraže novo mesto za rudarenje. Ispostavilo se da ono što smeta Kini ne smeta i Teksasu. Tamošnje cene električne energije su među najnižim u svetu, za otvaranje firme dovoljno je par potpisa, kriptovalute su regulisane liberalnim zakonima a porezi su umereni. Teksas je preko noći od Kine preuzeo posao vredan mnogo milijardi dolara. 

Možete li i vi nešto da zaradite pomoću kripto-valuta i zašto da? 

Jedan način je da krenete da verifikujete kripto-transakcije, tj. da rudarite tako što ćete sklopiti svoju opremu (tzv. “rig”), instalirati potreban softver, udenuti sve to u struju i svakog dana gledati kako pare padaju s neba. Teoretski, “rig” može da bude i neki krš od laptopa ili stari računar ali time možete da iskopate samo stare fotografije sa hard diska. Moraćete da sklopite novi računar, i to tako što ćete u njega staviti nekoliko jakih procesora poput “AMD Ryzen Threadripper 3990X” (komad košta oko 5.500 dolara). Alternativno, umesto jakog procesora možete da kupite nekoliko (bar šest) jakih grafičkih kartica tipa “GeForce RTX 3090” (2.300 dolara po komadu). Na to treba dodati još par hiljada evra za kućište, memoriju, matičnu ploču i napajanje. Ipak, da biste nešto zaista postigli (iskopali) preporučljivo je da svoj “rig” napravite od hardvera specijalizovanog za rudarenje kriptovaluta. Takvi uređaji poznati su pod skraćenicom ASIC (“Application-Specific Integrated Circuit”) a dobar primer je “WhatsMiner M10” koji računa 33 biliona heševa u sekundi i košta “samo” 13.000 dolara. Naravno, što više hardvera imate, to su vaše šanse da nešto zaradite veće. Imajte samo u vidu da svi ti uređaji troše mnogo struje: jedan ASIC “vuče” iz utičnice koliko i TA-peć od 2,5 kilovata. Čime god da rudarite smislite kako ćete to da ohladite pre nego što napravite požar. Vaš “rig” takmičiće se sa udruženom snagom svih svetskih rudara (vidi okvir “rudarski posao”). Za svaki verifikovani blok bitkoin-transakcija nagrada je, trenutno, 6,25 bitkoina ili 315.000 dolara. Da se ne lažemo, šanse su vam male, ali postaju značajno veće ako se opredelite za rudarenje neke druge, manje poznate valute. Dobitak je mnogo manji ali češći. 

Drugi način je da, umesto da sami rudarite, naučite druge kako se to radi. Napravite nekom “rig” od njegovih para, pustite ga u rad i uzmite solidan honorar za taj posao, možda i procenat od zarade koju “rig” ostvari. Na kraju, ako ste zaista majstor za berze i valutne kurseve, ako ste zaista sigurni da će se sadašnji vrtoglavi rast vrednosti bitkoina nastaviti, konvertujte svoju ušteđevinu, auto, stan ili dedinu kravu u bitkoine i posle godinu dana, kad kurs poraste, pokupite debeo kajmak. Naravo, pod uslovom da pre toga bitkoin ne propadne (u tom slučaju nećete imati kome da se žalite).

Izlazak Kine iz “rudarskog biznisa” eliminisao je, bar na kratko, više od polovine hardverskih resursa koji su bili korišćeni za verifikaciju bitkoin transakcija. Koliko je bitkoin otporan na ovakve, naizgled katastrofalne, udarce govori činjenica da njegova vrednost nije drastično pala i da cirkulacija bitkoina nije zastala ni na sekund, naprotiv. Štaviše, potvrđena je teza da je bitkoin fizički neuništiv - sve dok postoji makar jedna osoba na svetu koja se bavi njegovim rudarenjem, postojaće i bitkoin. Kineski preduzetnici sada započinju da obnavljaju svoje rudarske operacije u drugim zemljama sveta a u međuvremenu, zbog drastično smanjene konkurencije, rudarenje bitkoina postalo je mnogo atraktivnije nego pre. Toliko atraktivno da mu nisu odoleli ni Ivanjičani na čelu sa đeneralom Dražom i njegovim četnicima. 

Kako funkcioniše bitkoin

Bitkoin je virtuelna valuta pa je za nju potreban i virtuelni “novčanik”. To je, u suštini, najobičnija softverska aplikacija koja može da funckioniše na vašem laptopu, mobilnom telefonu ili tabletu. Većina tih aplikacija izgleda prilično spartanski: u njima se vidi stanje vašeg računa, imate dugmiće “pošalji” i “primi” i to je sve. Aplikacija je tu, pre svega, da od vas sakrije višak detalja i pojednostavi obavljanje novčanih transakcija.

Najvažnija funkcija aplikacije je da kreira vaš tzv. “privatni” i “javni ključ”. Privatni ključ ostaje u vašem trajnom vlasništu, u suštini liči na lozinku koju koristite za “Gugl” ili “Fejsbuk” ali je neuporedivo složeniji. Vaši bitkoini su bezbedni onoliko koliko je bezbedan privatan ključ koji ih kontroliše. Javni ključ predstavlja vaš identifikator u bitkoin univerzumu. Kada nekom šaljete novac, vi zapravo šaljete novac na “adresu” koja je definisana njegovim javnim ključem. Privatni i javni ključ međusobno su upareni – postoji samo jedan privatni ključ koji odgovara javnom ključu neke osobe. Međutim, mehanizam generisanja ovakvih ključeva toliko je složen da je nemoguće rekonstruisati privatni ključ neke osobe na osnovu onog koji je javno dostupan.

Javni ključ je jedini trag koji ostavljate iza sebe u bitkoin transakcijama. Potrebne ključeve za vas generiše aplikacija za koju ste se opredelili i za to nije potrebna nikakva internet konekcija, lična karta, broj mobilnog telefona, čak ni ime. Ne postoji centralni registar javnih ključeva niti postoji nešto što bi ličilo na bazu podataka o korisnicima (ako vam je takva baza potrebna, moraćete sami da je napravite).

Kako onda sistem zna da meni i vama treba da dodeli različite parove ključeva ako ne postoji centralno mesto za njihovu evidenciju? Zapravo, sistem i ne garantuje da će naši ključevi biti različiti ali je broj mogućih ključeva toliko veliki da je praktično nemoguće da na svetu postoje dva identična para. Ako biste čitavu Zemljinu kuglu napunili zrncima peska, veće su šanse da u dva uzastopna izvlačenja iz nje izvučete jedno te isto zrno peska nego da vam bitkoin dodeli par ključeva koji neko već koristi.

Ok, instalirali ste bitkoin softver na svoj pametni telefon i negde u njemu kriju se potrebni ključevi. Pretpostavimo da ste već nekako stekli jedan bitkoin i da želite da ga pošaljete svom prijatelju koji može da bude bilo gde. Potrebno je da sačinite virtuelnu uplatnicu u kojoj, otprilike, piše da osoba X šalje osobi Y ukupno Z bitkoina. Osobe koje učestvuju u transakciji identifikovane su na uplatnici isključivo svojim javnim ključevima a ne imenima ili email adresama. Šta vas sprečava da sastavite uplatnicu kojom ćete, na primer, svom prijatelju da pošaljete bitkoine koje poseduje neka treća osoba? Zloupotreba se sprečava time što svaka uplatnica mora da bude digitalno potpisana od strane onoga ko šalje novac.

Digitalni potpis kreira se matematičkom formulom koja pomoću vašeg tajnog, privatnog ključa i podataka koji opisuju transakciju kreira njen “sažetak” u vidu šifrovanog teksta koji se dodaje na kraj digitalne uplatnice. Digitalni potpis je unikatan, svaki put drugačiji, čak i kada se ista svota šalje istoj osobi. Verodostojnost digitalnog potpisa može svako da proveri korišćenjem vašeg javnog ključa. Potpis istovremeno štiti i integritet čitave transakcije: ako bi neko promenio neki detalj u njoj (recimo tako što bi preusmerio novac na sebe ili promenio navedeni iznos), digitalni potpis se više ne bi slagao sa podacima navedenim u uplatnici i transakcija bi bila odbijena.

Ako vam ovo zvuči komplikovano, treba da znate da ste pročitali najjednostavniji deo.

Elem, popunili ste uplatnicu (uz pomoć aplikacije koju koristite) i putem interneta uputili je u bitkoin mrežu kako bi transakcija bila realizovana i proknjižena. Kako sistem uopšte zna da vi posedujete bitkoine koje nameravate nekom da prenesete? Za to je potrebna “glavna knjiga” (“ledger”) u kojoj su evidentirane sve do sada napravljene transakcije. U toj knjizi ne postoji specijalan list koji se odnosi na vas. Umesto toga, glavna knjiga sadrži naizgled beskonačan popis svih bitkoin transakcija još od dana kada je “iskovan” prvi virtuelni novčić i proknjižen prvi, tzv. “genesis” blok. Ta knjiga je javno dostupna svakom i možete je analizirati do mile volje uz softver koji je takođe besplatan ali budite spremni da na njeno inicijalno preuzimanje potrošite čitav dan. Za razliku od banaka koje stanje na računu i promet na njemu mogu da otkriju samo vlasniku računa, kod bitkoina je sve “na izvol’te”.

U glavnoj knjizi ne postoji podatak kao što je nečije “stanje na računu”. Da biste saznali koliko bitkoina imate vi ili bilo ko drugi moraćete da saberete sve uplate i isplate i da sračunate razliku. Kad god vam neko pošalje bitkoine, u glavnu knjigu se za vaš javni ključ veže jedan “ulaz” (tzv. input). Kad god nekom šaljete novac morate da se pozovete na jedan ili više nepotrošenih “ulaza” iz prethodnog perioda.

Iz gore navedenog izgleda kao da “glavna knjiga” predstavlja najslabije mesto čitavog sitema. Onaj ko vodi glavnu knjigu ima, zapravo, vlast nad bitkoinom. On može da prihvata i odbija transakcije, da generiše nepostojeće uplate na sopstveni račun ili nametne “porez na promet”. Ako bi se neko dočepao glavne knjige, uništio je ili nepovratno kompromitovao, ceo sistem bi se u trenutku nepovratno raspao.

Ko, zapravo, održava “glavnu knjigu” bitkoin sistema? Genijalnost bitkoina zasniva se pre svega na činjenici da “glavnu knjigu” može, sa jednakim pravima, da održava svako kome se ćefne, uključujući mene i vas. Ne postoji “glavna kopija” pa ni mogućnost da ona bude kompromitovana. Svako ko želi da “knjiži” javno dostupne transakcije može da preuzme bilo koju od postojećih kopija glavne knjige i “knjigovodstveni” softver. Sve postojeće kopije su u suštini potpuno ravnopravne.

Ovakav demokratski koncept suočava nas s jednim naizgled nerešivim problemom: ako na internetu postoji milion kopija glavne knjige, kako da znamo koja kopija je trenutno važeća? Neke od tih kopija su zapuštene ili nekompletne usled hardverskih otkaza ili problema na mreži. Neke su i “frizirane” od strane prevaranata koji će pokušati da istu svotu novca potroše nekoliko puta.

I tako dolazimo do najsuptilnijeg detalja bitkoin arhitekture koji se zove “blockchain”. Verifikovane bitkoin transakcije knjiže se u tzv. blokovima nalik na registratore u koje knjigovođe odlažu proknjižene fakture. Glavna knjiga je, zapravo, kolekcija registratora (blokova) poređanih jedan pored drugog. Da bi bitkoin definitivno promenio vlasnika neophodno je da se transakcija verifikuje, smesti u registrator (blok), da registrator bude “potpisan” i odložen na policu. Sve dok se to ne desi, transakcija nije kompletirana.

Punjenje registratora je jednostavno (podaci o novim transakcijama vam neprekidno pristižu), ali ga nije lako potpisati. Da biste generisali potpis (tzv. “heš”, u suštini jedan broj sa velikim brojem cifara) morate da uzmete sve podatke iz registratora, zatim heš sa korica prethodnog registratora i jedan slučajno izabrani  broj (tzv. “nons”) i primenom matematičke formule sračunate sledeći heš. Postoji, međutim, “catch”: da bi novi heš bio priznat a registrator zaključen, potrebno je da novi heš bude manji od neke unapred definisane vrednosti. Što znači da ćete heš morati da sračunate mnogo puta, svaki put sa drugom vrednošću “nonsa”, sve dok slučajno ne “nabodete” validni heš. Formula kojom se računa “heš” toliko je komplikovana da je slučajno pogađanje “nonsa” jedini način da potpišete blok i nikakav genijalni matematičar ili informatičar ne može da vam pomogne u tome. Tek kada nasumično pogodite “nons” možete da kažete da ste “rešili blok”, čime ste istovremeno verifikovali i sve transakcije koje se u njemu nalaze. S obzirom da se svaki blok poziva na heš onog prethodnog, rešeni blokovi formiraju neraskidivi lanac, otud i termin “blockchain”.

Informacija o novom rešenom bloku distribuira se putem interneta svima koji se bave verifikacijom transakcija. Oni će od vas preuzeti rešeni blok, utvrditi da je vaše rešenje tačno i nastaviti da rešavaju onaj sledeći. Sistem je tako podešen da u mreži uvek preovladava najduži lanac blokova dok se svi kraći odbacuju. U retkim, malo verovatnim situacijama, sistem može da divergira, recimo kada dve osobe na dva kraja sveta istovremeno reše blok. Ta konfuzija (ko ima “pravu” verziju) obično traje deset minuta, dok se ne reši naredni blok, nakon čega će najduži lanac ponovo prebrisati sve one koji su kraći.

Rudarski posao

Postupak potpisivanja blokova transakcija je ono što se u laičkoj literaturi naziva “rudarenjem kriptovaluta”. Zašto? Pomalo liči na traženje grumena zlata: neko ga nađe a neko ne, dobitak nije zagarantovan. Za svaki blok transakcija koji ste potpisali sistem vam automatski dodeljuje određeni novčani iznos u kriptovaluti koju “rudarite”. To je nagrada za onaj “nons” koji ste srećno pronašli i objavili ga na internetu (tzv. “proof of work”). Iako se proces često upoređuje sa kopanjem zlata, postoje značajne razlike. Kada kopač zlata naiđe na zlatnu žicu, on u kratkom roku može da stekne ogromno bogatstvo, dovoljno je da sledi njen trag. U svetu kriptovaluta, stvar je drugačija: ako  ste rešili jedan blok, nema nikakve garancije da ćete u bliskoj budućnosti rešiti i neki od narednih. Težina pronalaženja “nonsa” automatski se podešava tako da potpisivanje narednog bloka transakcija uvek traje oko 10-15 minuta, bez obzira na to koliko je ljudi i računarske snage angažovano na ovom poslu. Ne postoji nagrada za obično učešće u rudarenju. Ko god da reši blok pre vas, taj nosi celokupnu nagradu a svi ostali dobijaju šipak: niko vam neće vratiti vreme koje ste potrošili i struju koju ste pogoreli. 

Ukratko, da biste nešto zaradili rudarenjem potrebno je da bude dovoljno srećni pa da u pogađanju prave vrednosti “nonsa” preteknete ceo svet. Šansa da se tako nešto desi proporcionalna je snazi vašeg hardvera u odnosu na ukupnu snagu ostatka sveta koji se takođe bavi rudarenjem. Kolika god da je, vaša snaga je mizerna jer se u svakom trenutku takmičite sa stotinama hiljada računara od kojih su mnogi specijalalno napravljeni samo da bi računali heševe munjevitom brzinom. Velike farme koje se bave rudarenjem kriptovaluta imaju sposobnost da u jednoj sekundi sračunaju trilione heševa. 

Ima li “rudara” u Srbiji? O, da! Malo je onih koji rudare bitkoin jer je tu svetska konkurencija najveća. Srpski rudar više voli manje poznate kripto-valute kao što su “litecoin”, “ethereum”, “monero” ili “dogecoin” gde su nagrade za “knjigovodstvo” manje ali i lakše dostižne. Cene hardvera jesu prepreka za siromašnog ekonomskog tigra kao što smo mi, ali se to najčešće rešava tako što više pojedinaca udruži svoja finansijska sredstva kako bi sklopili pristojan “rig". Oni domišljati uposliće dokone kancelarijske mašine nakon kraja radnog vremena, struju i onako plaća firma: iako skromne snage, ovakvi sklepani rigovi mogu da donesu neku malu dobit na duge staze. 

Jednom kada se upustite u kopanje, najveći operativni trošak upravo je onaj za utrošenu električnu energiju: mnogi pošteno plate svoj račun na kraju meseca ali se struja za ove potrebe često krade, baš kao u Ivanjici. Krađa struje kod nas odavno je prerasla u nacionalni sport, krade se po zgradama, od komšija, sa bandera, sa gradilišta, javne rasvete... Čaršija priča da takoreći nema zapuštenog državnog preduzeća ili službe u čijim podrumima i zapuštenim halama po ceo dan i noć veselo ne bruji po nekoliko “rigova”, uz simboličnu nadoknadu koja se isplaćuje noćnim čuvarima, stečajnim i likvidacionim upravnicima... Naročito su popularni stari i propali socijalistički giganti koji često imaju ogroman prostor za skrivanje opreme. Tu u blizini obično je i neka slabo praćena trafo-stranica koja je napajala fabrička postrojenja u vreme kada nismo samo motali kablove kao danas već smo nešto ozbiljno proizvodili i izvozili. Dakle, lako dostupne i “besplatne” struje ima, samo je treba “potražiti”. I, na kraju, s obzirom da su skoro sve stare fabričke hale potpuno devastirane, bez prozora, i da kroz njih neprekidno duva promaja, problem klimatizacije ne postoji tokom većeg dela godine. 

Ukratko, Srbija ima skoro idealnu infrastrukturu za rudarenje. Posla u ovo zlatno srpsko doba ima, samo ako neko hoće da radi.

Vreme #1601

Let iznad CO2 gnezda

Zadnje veliko istraživanje uticaja avio-saobraćaja na klimatske spromene sprovedeno je na osnovu detaljnih podataka iz 2018. godine. Sumarno gledano, vazdušni transport generiše 1.9% svih gasova staklene bašte i 2.5% ugljen-dioksida (CO2), što je, otprilike, milijardu tona godišnje. Ukupan efekat koji imaju svi ovi gasovi na globalno zagrevanje veći je od njihovog procentualnog učešća u globalnoj emisiji jer se njihovo oslobađanje vrši u višim slojevima atmosfere gde je štetni učinak izraženiji. Procenjuje su da 3.5% dosadašnjeg globalnog zagrevanja ima svoje poreklo u avionskom saobraćaju. Posebno zabrinjava činjenica da se stvari brzo pogoršavaju: količina emitovanog CO2 porasla je za 75% između 1990 i 2012. Ako se ovaj trend rasta ne stavi pod kontrolu, avio-saobraćaj će 2050. godine premašiti četvrtinu od ukupnog svetskog „budžeta“ CO2 (budžet je sračunat tako da do kraja veka zagrevanje planete ne pređe 1.5oC). 

Neko bi rekao da trenutni učinak od 2.5% nije tako dramatičan. Svetski internet saobraćaj proizvodi, otprilike, istu količinu CO2, daleko manje od učinka koji imaju proizvodnja električne energije (44%), drumski transport (17%), industrijа gvožđa i čelika (5%) ili proizvodnja cementa (4%). Evo, međutim, nekih činjenica koje pokazuju da je i 2.5%, zapravo, jako mnogo:

• Ako biste sav CO2 koji generiše avio-transport dodelili nekoj državi, ta država bi bila na šestom mestu u svetu po emisiji CO2, iza Japana a ispred Nemačke.
• Povratni let od Toronta do Londona generiše istu količinu CO2 kao i jednogodišnje grejanje prosečnog evropskog domaćinstva.  
• Turizam sa pratećima avio-transportom generiše više CO2 nego građevinarstvo.
• Ako preskočite samo jedan interkontinentalni let, količina emitovanog CO2 će se smanjiti kao da ste se odrekli svog benzinskog automobila na godinu dana. 

Uticaj aviona na atmosferu je kompleksan. Najveći uticaj imaju mlazni motori koji sagorevaju kerozin na visinama od 10-12 kilometara. Glavnu komponentu izduvnih gasova (oko 70%) čini upravo CO2. Svaki kilogram goriva proizvede oko tri kilograma ovog potentnog gasa staklene bašte. Oko 30% ove količine konzumiraće biljke fotosintezom ili stene u vidu karbonata, jedna polovina nestaće prirodnim putem u narednih 50 godina ali će 20% novostvorenog CO2 ostati u atmosferi hiljadama godina. 

Najveći deo ostatka izduvnih gasova čini vodena para. Na velikim visinama, u uslovima niske temperature, vodena para prelazi u čvrsto stanje proizvodeći kristale leda koje se formiraju oko mikroskopih čestica pepela koje su takođe prozivod sagorevanja. Kristali mogu da rastu veoma brzo konzumirajući vodenu paru iz okolnog vazduha. Tako nastaju karakteristični beli „repovi“, tragovi aviona na velikoj visini („contrails“). U specifičnim atmosferskim uslovima ove ledene „pruge“ mogu da evoluiraju u ciruse, visoke oblake pramenastog oblika čije je dejstvo na klimu dvojako. Sa jedne strane, cirusi odbijaju Sunčevu svetlost nazad u kosmos i tako hlade planetu. Sa druge strane, cirusi reflektuju toplotu koju emituje Zemljina površina doprinoseći tako njenom zagrevanju. Ukupan termički balans je, na žalost, pozitivan. Prema nekim procenama, cirusi stvoreni od tragova vodene pare nastalih tokom avionskih letova tri puta intenzivnije doprinose globalnom zagrevanju od emitovanog CO2.

Prozivodi sagorevanja u tragovima sadrže i sumporne okside koji hlade planetu reflektujući Sunčevu svetlost i azotne okside koji imaju dvostruki uticaj: sa jedne strane generišu ozon a sa druge eliminišu metan. I pored toga što se ova dva dejstva delimično potiru, sumarno gledano, azotni oksidi doprinose zagrevanju atmosfere. Isti uticaj ima i pepeo, nusproizvod sagorevanja kerozina, koji dugo ostaje u atmosferi i konstantno apsorbuje Sunčevu svetlost.  

Stavljanje emisije gasova staklene bašte pod kontrolu izazovan je zadatak. Od svih delotvornih mera najvažnija je ona koja podrazumeva drastično smanjenje upotrebe fosilnih goriva. Nekada je recept jednostavan: izbacite, na primer, termoelektrane i zamenite ih obnovljivim izvorima energije ili nuklearnim elektranama. Električni automobili imaju neuporedivo manju emisiju CO2 od klasičnih koji koriste benzin ili naftu, pod uslovom da se struja proizvodi na “čist način” a ne besomučnim sagorevanjem uglja. Na žalost, avio-transport je i dalje vezan za kerozin, fosilno gorivo za koje ne postoji dobra alternativa. Električni avioni ograničeni su na mala rastojanja zbog malog kapaciteta i velike težine pogonskih baterija. Avionski motori koji bi imali nultu emisiju CO2 a bazirali bi se na gorivim ćelijama koje koriste vodonik i kiseonik nalaze se u ranoj fazi razvoja. Činjenica je i da kerozinski mlazni motori postaju sve “zeleniji”, sa sve manjom emisijom štetnih gasova, što zbog konstrukcionih inovacija, što zbog upotrebe novih vrsta goriva koje sadrže određeni procenat biodizela i aromatičnih supstanci čime se smanjuje količina pepela i azotnih oksida. Na žalost, smanjenje emisije štetnih gasova po jednom kilometru leta iznosi oko 1% godišnje dok se avio-saobraćaj povećava 5-6 puta većom brzinom. Ukratko, avionske letove je veoma teško “dekarbonizovati” tako da će njihov negativni uticaj na klimu biti sve izraženiji.

Pariski klimatski sporazum iz 2015. godine prepoznaje avio-transport kao delatnost koja negativno utiče na klimu usled sve veće emisije CO2 ali je dokument nedovoljno precizan da bi države potpisnice obavezao na konkretnu akciju. Tako se, na primer, CO2 emitovan na domaćim letovima uračunava u kvote koje su odobrene pojedinačnim zemljama. Na žalost, CO2 generisan na međunarodnim letovima ne pripada nijednoj državi tako da za veliki deo karbonske emisije zapravo niko nije odgovoran. I, na kraju, iako Pariski sporazum prepoznaje i druge gasove koji doprinose globalnom zagrevanju (metan i azotovi oksidi), avio-transport se u sporazumu pominje isključivo u kontekstu emisije CO2.

U nedostatku organizovane međunarodne akcije, ostaje nam jedino da se oslonimo na sopstvenu savest i odgovornost. Pravila su prosta. Ne zagrevajte planetu bez potrebe: ako već morate da letite, letite ređe a deo sastanaka održite preko interneta. Koristite ekonomsku a ne biznis klasu. Letite direktno, bez presedanja. Dnevni let treba da ima prednost u odnosu na noćni. Birajte avio-kompanije koje imaju savremenu flotu a ne najniže cene. Alternativni prevoz železnicom ili autobusom generiše višestruko manje količine CO2. Čak su i privatni automobili na benzinski pogon bolji izbor pod uslovom da se ne vozite sami. Ukratko – ne budite sebični jer ovu planetu jednoga dana treba da ostavimo u nasleđe generaciji koja će, nadajmo se, biti bolja i odgovornija od naše. 

Klima 101

Kosmički turizam

"SpaceShipTwo" Ričarda Brenson sa nosačem "SpaceKnightTwo"

Priča o kosmičkom turizmu stara je koliko i ideja o osvajanju kosmosa. Kosmos je još uvek neistražena teritorija, baš kao što je to bila Severna Amerika pre Kolumba. Nakon prvih istraživača i avanturista došli su obični ljudi koji su na novom kontinentu sagradili svoj dom. U kosmosu smo tek načinili svoje prve korake, kosmos je za nas i dalje neistraženo prostranstvo. Ako još uvek nismo u stanju da ga naselimo kao nekad Ameriku, da li smo bar u mogućnosti da ga na kratko posetimo, da iz prve ruke doživimo ili vidimo neka od njegovih čuda? Ima li atraktivnije turističke destinacije od kosmosa (ako izuzmemo Beograd na vodi)?

Prvi kosmički turista bio je bogati američki preduzetnik Denis Tito koji je 2001. godine platio 20 miliona dolara kako bi na Međunarodnoj svemirskoj stanici proveo sedam dana. Po sličnoj ceni u kosmos je putovalo još šest ljudi ali je proces obustavljen 2009. godine jer je Rusija počela da sedišta u svojim „Sojuzima“ prodaje zapadnim državama po znatno većoj ceni. Od tada su se namnožile kompanije koje su pod „povoljnim uslovima“ nudile sve i svašta: od leta na Mesec do kuće na Marsu. Kako su pojavljivale, tako su i nestajale a svemirski turizam ostao je mrtvo slovo na papiru sve dok se za ovaj posao nisu zainteresovali najbogatiji ljudi na svetu.

Oni su staroj ideji udahnuli novi život i u nju uložili svoj pionirski duh, preduzetničku strast i ogroman novac. Sa novcem su došli i vrhunski stručnjaci koji su ideje pretvorili u crteže, crteže u prototipove, prototipove u nove letelice. Nikli su hangari, kosmodromi, stambeni i poslovni objekti. Posle mnogo godina razvoja, nebrojenih uspona i padova, dva svetska multimilijardera sela su u svoje uglancane letelice i sami sebe katapultirali u kosmos u razmaku od svega nekoliko dana. U probranom društvu koje su poveli sa sobom niko nije bio trenirani astronaut i niko nije imao više od par dana priprema za let. 

Prvo se 11. jula u kosmos otisnuo Ričard Brenson na letelici „SpaceShipTwo“ koju je konstruisala njegova kompanija „Virgin Galactic“. Poletanje je obavljeno sa kosmodroma u Novom Meksiku podignutnom u blizini gradića „Istina ili Posledice“ (da, zove se baš tako) sa oko 6.000 duša. Brenson je bio u društvu dva pilota i tri inženjera koja su učestvovala u konstrukciji letelice (nekada davno postojao je običaj da prvim letom novog aviona upravlja glavni inženjer zadužen za njegovu konstrukciju; zato loši inženjeri nisu živeli dugo). Brenson je dobacio do visine od 85 kilometara (sa te visine jasno se vidi da je Zemlja okrugla), pre nego što se njegova letelica vratila na mesto poletanja. 

Već 20. jula, tačno 52 godine nakon sletanja „Apolla 11“ na Mesec, u kosmos je poleteo i Džef Bezos na letelici „New Shepard“ koju je napravila njegova kompanija „Blue Origin“. Lansiranje je obavljeno sa kosmodroma u Teksasu koji se nalazi u blizini Van Horna, varošice sa jedva 2.000 stanovnika. Bezosu je društvo pravio brat Mark, zatim Voli Fank, pilot star 82 godine, jedan od pionira trke u svemiru tokom šezdesetih godina, i Oliver Demen, student star 18 godina. Letelica je dostigla visinu od 102 kilometra pre nego što se meko spustila u pustinju nedaleko od mesta poletanja.

Nakon leta i Brenson i Bezos bili su u euforičnom raspoloženju. A kako i ne bi – stavili su glavu u torbu kako bi dokazali da je nova kosmička tehnika dovoljno sigurna za svakog i pritom se zabavili kao nikad u životu.

Kosmos nam je, odjednom, postao bliži. Ili ipak nije?

Ričard Brenson ispred raketoplana "SpaceShipTwo"

Ričard Brenson vlasnik je poznatog brenda „Virgin“ iza kojeg se kriju brojne firme raznih namena i veličina od koji su svakako najpoznatije muzička izdavačka kuća i avio-kompanija. Jedna od tih kompanija je i „Virgin Galactic“ čija je misija da u kosmos, pod komercijalnim uslovima, odvede sve one koji imaju dovoljno hrabrosti i novca za jednu takvu avanturu.  

Kompanija je imala težak početak. Prvobitni plan bio je da se prvi putnici sa plaćenim kartama odvezu preko granice kosmosa već 2007. godine. Međutim, te godine desila se eksplozija prilikom testiranja motora na zemlji u kojoj su poginule tri osobe. Još jedna tragedija desila se na probnom letu 2014. godine – letelica se prilikom povratka na zemlju raspala, jedan pilot je poginuo a drugi je bio teško povređen. Zvanična istraga je pokazala da je u pitanju bila ljudska greška a ne mehanički kvar. Ipak, Brenson nije odustao i njegov „SpaceShipTwo“ je u decembru 2018. godine dostigao visinu od 83 kilometra, malo iznad granice od 80 kilometara koju američka vojska uzima kao visinu na kojoj počinje kosmos.   

„SpaceShipTwo“ je letelica koja je u stanju da dva pilota i šest putnika odnese u kosmos i sigurno vrati na zemlju. Ova letelica dužine 18 metara sa rasponom krila od 8 metara ima originalni dizajn. Iako podseća na mali avion, zapravo se radi o raketoplanu sa promenljivom geometrijom krila i hibridnim raketnim motorom koji koristi čvrsto gorivo i tečni oksidator. Letelica sa zemlje ne može da poleti samostalno. Umesto toga, ona se vezuje ispod aviona-nosača „SpaceKnightTwo“ (liči na ogromnu jedrilicu sa dva trupa) čiji je zadatak da letelicu odnese na visinu od 15 kilometara. Na toj visini „SpaceShipTwo“ raskida svoju vezu sa avionom-nosačem i nakon kratkog slobodnog pada aktivira sopstveni raketni motor. U roku od 8 sekundi letelica dostiže brzinu zvuka, zauzima vertikalni pravac i kreće da grabi ka kosmosu sve dok nakon 70 sekundi potpuno ne utroši raspoloživo gorivo. 

Nakon što po inerciji dosegne svoju maksimalnu visinu letelica započinje lagani povratak na zemlju. S obzirom da je maksimalna brzina relativno mala, letelica može da uroni u atmosferu pod proizvoljnim uglom i nije joj potreban poseban termalni štit. Brzina poniranja može da se kontroliše promenljivim uglom krila čime se menja otpor vazduha koji nastaje prilikom poniranja letelice. Visina se postepeno smanjuje sve do visine od 24 kilometara kada se krila vraćaju u početnu poziciju a letelica počinje da se ponaša kao klasična jedrilica. Nakon 25 minuta pasivnog leta, raketoplan se konačno vraća na polazni aerodrom. 

Iza kompanije „Blue Origin“ stoji zvanično najbogatiji čovek na svetu, Džef Bezos, poznatiji kao osnivač i dugogodišnji direktor „Amazona“, najveće svetske Internet-prodavnice. „Blue Origin“ je osnovan 2000. godine sa sličnim ciljem kao i „Virgin Galactic“ – da na komercijalnoj osnovi obavlja lansiranje ljudi i tereta u kosmos. Za razliku od svojih rivala, Ričarda Brensona i Elona Maska, osnivača rivalske kompanije „Space X“, Bezos je bio mnogo ćutljiviji i nikad nije otkrivao previše detalja o svojim namerama, problemima i dostignućima. Da kompanija namerava da uradi nešto veliko postalo je jasno tek 2006. godine kada je Bezos, krijući se iza nekoliko različitih kompanija i pojedinaca, počeo da kupuje velike komade zemlje u Teksasu, ispostaviće se za budući kosmodrom. 

Džef Bezos ispred rakete "New Shepard"

Bezos se držao klasičnog koncepta rakete sa vertikalnim poletanjem. Raketni nosač visok je 18 metara i ima motor sa pogonom na tečni vodonik i kiseonik. Na samom vrhu nalazi se kupasta kapsula za šestočlanu posadu. Čitav ansambl dobio je ime „New Shepard“, u čast Alana Šeparda, prvog američkog astronauta. Bezos je, međutim, uneo jednu revolucionarnu novinu: raketni nosač koji može da se koristiti više puta. Nakon što potroši celoupno gorivo i odvoji se od kapsule sa putnicima, raketni nosač se meko spušta na predefinisano mesto kako bi mogao da se upotrebi i za naredni let. Bezos je prvi kome je ova „reciklaža“ pošla za rukom u praksi a koncept se pokazao toliko efikasnim da ga je ubrzo preuzela i kompanija „Space X“. 

Međutim, ni Bezos nije bio pošteđen iskušenja: tokom tesitranja 2011. godine prototip kapsule otkazao je na visini od oko 14 kilometara i nekontrolisano se stropoštao na zemlju, srećom bez žrtava. Mnogo veći udarac došao je nešto kasnije kada se NASA opredelila da za transport astronauta do Međunarodne svemirske stanice i nazad iskoristi rivalske sisteme kompanija „Space X“ („Dragon“) i „Boing“ („Starliner“). Ovo je Bezosa ostavilo bez garantovanog posla i prihoda u budućnosti tako da je kompanija morala da potraži novi izvor finansiranja. Izlaz je pronađen u svemirskom turizmu: ako NASA neće da leti Bezosovom raketom, ima ko hoće i može da plati za to. 

Evo šta čeka turiste koji se opredele za „Blue Origin“: Raketni motor je aktivan tokom prva tri minuta leta. Nakon toga, kapsula sa posadom odvaja se od raketnog nosača i nastavlja da se kreće uvis sve dok ne dostigne svoju maksimalnu visinu, nešto veću od 100 kilometara (na ovoj visini nalazi se zamišljena „Karmanova linija“ koja je dugo bila smatrana za granicu između kosmosa i Zemljine atmosfere). Vazduh je tu toliko razređen da se kapsula kreće takoreći bez otpora po paraboličnoj putanji što stvara utisak bestežinskog stanja koje traje oko četiri minuta. Kada kapsula uroni u gušće slojeve atmosfere, dalje usporavanje vrši se aerodinamičkim štitom na donjoj strani kapsule i masivnim padobranima. Od trenutka lansiranja pa do mekog spuštanja na zemlju proći će ukupno 11 minuta. 

Džef Bezos sa posadom

Za razliku od Ričarda Brensona čije su ambicije po svojoj prilici ograničene na kosmički turizam, Bezos se nikad nije pomirio sa činjenicom da je NASA dala prednost Elonu Masku i „Boingu“ kada su orbitalni letovi u pitanju. Bezos nastavlja da razvija novi raketni motor i nosač „New Glenn“ (imenovan po Džonu Glenu, prvom amerikancu koji je obleteo Zemljinu kuglu) koji će biti u stanju da kapsulu sa putnicima ubaci u Zemljinu orbitu. Takođe, Bezos se nalazi na čelu alijanse koja je predložila rešenje za letelicu koja će meko spustiti astronaute na Mesec (program „Artemis“). Kada se NASA ponovo opredelila za rivalski koncept iza kojeg stoji „Space X“, alijansa oko Bezosa podnela je žalbu nadležnoj državnoj instituciji a ishod spora još uvek nije poznat. 

Uspešne letove u kosmos koje su ostvarile kompanije Bezosa i Brensona ipak treba staviti u pravi kontekst. Za razliku od Elona Maska, još jednog milijardera sa viškom para, slobodnog vremena i svega ostalog, čija je kompanija „Space X“ razvila sopstveni raketni nosač i kapsulu „Dragon“ kadru da sa ljudskom posadom uđe u Zemljinu orbitu i dosegne Međunarodnu svemirsku stanicu, „SpaceShipTwo“ i „Blue Origin“ ograničeni su na suborbitalne letove. Jednostavno, ove dve letelice ne mogu da dostignu brzinu od 8 kilometara u sekundi koliko je potrebno za ulazak u kružnu putanju oko Zemlje. Njihova putanja je, zapravo, parabola, nalik na putanju koju ima kamen izbačen iz praćke. U najvišem delu te putanje, gde je otpor vazduha praktično zanemarljiv, putnici i brod kreću se po inerciji što kod putnika stvara osećaj bestežinskog stanja koji može da potraje i nekoliko minuta, sve dok letelica ponovo ne uroni u gušće slojeve atmosfere i počne da usporava. Ovakav let zove se „suborbitalnim“ i veoma liči na onaj koji je izveo Alan Šepard, prvi Amerikanac u kosmosu (epohalni let Jurija Gagarina, izveden pre Šepardovog, bio je neuporedivo složeniji jer je njegov brod napravio čitav krug oko Zemljine kugle). Neki naučni eksperimenti, poput kreiranja novih materijala ili tesiranja nove kosmičke opreme, mogu se izvesti samo u uslovima bestežinskog stanja. I Brenson i Bezos ne kriju nameru da pojedine letove prodaju zainteresovanim naučnim ili državnim institucijama koje bi za relativno skroman novac dobile priliku da izvedu svoje eksperimente u kosmičkim uslovima, makar oni trajali svega nekoliko minuta. Letelice međutim ne lete dovoljno visoko da bi se pomoću njih mogao izučavati duboki kosmos – za tako nešto potrebne su visine od bar 300 kilometara. 

Jasno je da ni Bezos ni Brenson neće moći da nadoknade dosadašnja enormna ulaganja u svoj kosmički program ako u bliskoj budućnosti ne otpočnu sa rutinskim komercijalnim letovima koji će se odvijati u kontinuitetu, takoreći iz dana u dan. S obzirom da obe kompanije recikliraju praktično sav hardver koji leti u kosmos, dovoljno je letelicu ponovo sklopiti, opajati i napuniti gorivom pa da bude spremna za naredni let. Zato se s pravom očekuje da će putnici s plaćenim kartama za let u kosmos vrlo brzo u potpunosti pokriti troškove lansiranja. Kasnije, kada Bezos i Brenson budu imali čitavu flotu kosmičkih letelica na raspolaganju (po nekim izvorima, Brenson za početak planira flotu od 12 letelica), kosmički turizam postaće i profitabilni biznis. Smatra se da će do kraja ove decenije bogataši širom sveta potrošiti oko tri milijarde dolara na ovu vrstu avanturističkog luksuza. Ovo je, s obzirom na inicijalna ulaganja, relativno malo ali još uvek dovoljno da se prebrode početne teškoće kako bi se u narednoj deceniji, kada u proseku budemo imali jedan turistički let dnevno, kosmički turizam odomaćio kao legitimna i lukrativna industrijska grana. Ako se sadašnje procene polažu kao tačne, prihod od kosmičkog turizma će se u narednoj deceniji barem udesetostručiti.

Ričard Brenson sa posadom tokom leta, faza bestežinskog stanja

Brenson planira prve komercijalne letove za 2022. godinu sa kosmodroma u Novom Meksiku (još jedan takav kosmodrom gradi se u Abu Dabiju od arapskih para). Karte za let odavno su u prodaji a početna cena od 200.000 dolara brzo je povećana na 250.000. I pored toga, slavne ličnosti kao i brojni anonimni milioneri i milijarderi strpljivo stoje u redu i čekaju datum svog leta. Do sada je prodato preko 600 karata iako je nakon nesrećnog incidenta iz 2014. godine njihova prodaja obustavljena. I pored toga, vrlo mali broj putnika se uplašio i odustao od leta. Reklo bi se da su najhrabriji glumci i muzičari: Ešton Kučer, Anđelina Džoli, Bred Pit, Kejti Peri, kažu i Tom Henks… Sa druge strane, Džef Bezos još uvek nije objavio svoj cenovnik ali se očekuje da će njegova karta biti nešto skuplja. 

Postoji li način da let u kosmos postane pristupačan i nama sa plićim džepom? Bezos ima vrlo jednostavan recept: „Potrebne su nam mnogo veće svemirske letelice sposobne da ponesu nekoliko stotina putnika istovremeno. Moramo da uradimo isto ono što smo nekada učinili sa avio-prevozom. Letenje je postalo dostupno širokoj populaciji tek kada su se pojavili veiki avioni. Ovo što sada radimo u domenu kosmičkog turizma nalik je na vašarsku vožnju dvokrilcem iznad kukuruznog polja. Predstoji nam da smislimo način kako da taj dvokrilac pretvorimo u Boing 787“. 

Čak i tada ostaje pitanje interesovanja, tj. popunjenosti raspoloživih sedišta. Konstantna tražnja postojaće samo ako putovanja u kosmos postanu standardni deo svetske saobraćajne mreže. Komercijalni kosmički program treba da se osloni na ljude koji žele da iz Njujorka u Tokio stignu za sat ili dva a ne na avanturiste kojima je dovoljan samo jedan let da zadovolje svoju znatiželju. Problem je što tehnologija potrebna za tako nešto još uvek ne postoji niti joj se možemo nadati bar u nekoliko narednih decenija. Šteta što se Željko Mitrović i „Pinkov razvojno-istraživački centar“ (PRDC) nije zainteresovao za ovu problematiku, mi bismo kao nebeski narod već odavno krstarili svemirom tik iznad glava svetskih milijardera. Džabe im pare kad nemaju našu pamet.

Kako postati astronaut? 

Reklo bi se da je to sada jednostavno: Odvojite četvrt miliona dolara, stanete u red, uđete u „SpaceShipTwo“ ili nešto slično, izaberete mesto do prozora, vežete pojas, letelica vas odnese preko granice od 80 kilometara koju je FAA (Američka federalna vazduhoplovna administracija) proglasila za visinu na kojoj počinje kosmički prostor, „izbesnite“ par minuta koprcajući se po brodu u uslovima bestežinskog stanja i sačekate da se vratite na zemlju. Kada konačno stupite na čvrsto tlo, značajno praznijeg novčanika ali bogatiji za jedno neponovljivo životno iskustvo, dobićete od službenika kompanije i „astronautska krila“, značku koja dokazuje da ste od sada astronaut, istu onu koja se već nalazi na reverima Bezosa i Brensona. 

"New Shepard" tokom lansiranja

Kad bi ovakav scenario bio moguć, broj novopečenih astronauta bi, čim zaživi kosmički turizam, vrlo brzo prevazišao broj svih „pravih“ kosmonauta koji su leteli u kosmos nakon višegodišnjih priprema, koji su upravljali složenim letelicama, od „Vostoka“ i „Merkjurija“ do „Šatla“ i „Sojuza“, koji su u kosmosu boravili danima, nedeljama i mesecima i tamo obavljali poslove čija je složenost zahtevala vrhunsku fizičku i mentalnu spremu. Na kraju, bilo bi smešno da se vaše „astronautsko“ ime nađe na istom spisku na kome se nalaze jedan Jurij Gagarin, German Titov, Džon Glen ili Nil Armstrong:  ipak ste se vi u kosmos putovali kao vreća krompira. 

Upravo da bi sprečila devalvaciju astronautskog zvanja i inflaciju broja astronauta, FAA je uvela novi kriterijum koji morate da ispunite kako biste dobili svoja letačka krila: potrebno je da tokom kosmičkog leta imate neko „konkretno zaduženje“ koje je „značajno za bezbednost posade“ ili „bezbednost ljudi i objekata na zemlji“. Da li se vaše zaduženje uklapa u navedeni opis odlučuje komisija FAA potpuno samostalno. Bezos i posada „Blue Origina“ nemaju tu čemu da se nadaju pošto je cela procedura lansiranja i prizemljenja bila potpuno automatizovana. Brenson, kao pasivni putnik, takođe nije astronaut. Ali „SpaceShipTwo“ ima i dva pilota koji aktivno upravljaju letelicom i, realno, mogu da se uklope u novu definiciju astronauta. Kakogod bilo, FAA tvrdi da do sada nije primila nijedan novi zahtev za dodelu astronautskih krila.

A šta onda predstavljaju one astronautske značke koje od nedavno s ponosom nose i Bezos i Brenson? Ništa! Običan „plek“ koji su napravile i prikačile im njihove sopstvene kompanije. Ipak, ne sumnjajte da će obojica, pre ili kasnije, i zvanično biti priznati kao astronauti. Jer, postoji dodatna klauzula u pravilniku FAA koja kaže da počasna astronautska krila mogu da dobiju i pojedinci, za života ili posthumno, koji su dali značajan doprinos astronautici, opet prema diskrecionoj proceni komisije FAA.  

Ekološki aspekt

Ako kosmički turizam zaživi, danas retka lanisiranja letelica u kosmos postaće deo svakodnevice. Još uvek nije jasno kako će se drastično povećanje frekvencije lansiranja odraziti na atmosferu i eventualne klimatske promene. Raketni motor koji koristi Bezosov „New Shepard“ generiše veliku količinu vodene pare uz zanemarljivu količinu složenijih, potencijalno štetnih jedinjenja, samim tim ne predstavlja veliku ekološku opasnost. Međutim, raketni motor koji koristi Brenosnov „SpaceShipTwo“ je hibridnog tipa, sa tečnim oksidatorom i čvrstim gorivom koje predstavlja jednu vrstu gume. Sagorevanjem ovakvog goriva iza letelice ostaje trag finog pepela čije su čestice daleko manje od jednog mikrometra. Te čestice toliko su lagane da u višim slojevima atmosfere mogu da se zadrže godinama, pa čak i decenijama.  

Hibridni raketni motor raketoplana "SpaceShipTwo"

Do sada se nije poklanjalo mnogo pažnje uticaju ovih čestica na atmosferu jer su lansiranja raketa relativno retka (raketna industrija trenutno koristi svega 1% goriva koje potroši regularni avionski saobraćaj). Ali, ako lansiranja zaista postanu svakodnevna, količina pepela u stratosferi i mezosferi počeće rapidno da raste. Simulacije izvedene na super-kompjuterima pokazuju da čestice raketnog pepela apsorbuju ultraljubičasto zračenje i time zagrevaju stratosferu. Ovo zagrevanje dovodi do strujanja vazduha i transfera energije kojeg inače ne bi bilo i koje lako može da se odrazi i na troposferu, najniži sloj atmosfere u kome se odvija celokupni život. Konkretno, naučnike brinu moguće promene u strujanju vazduha u okolini polova, povećana učestanost razornih oluja i regionalne promene u količini padavina. Takođe, mnoga čvrsta raketna goriva u manjoj ili većoj meri oslobađaju jedinjenja hlora za koja se zna da imaju poguban uticaj na kvalitet vazduha i ozonski omotač. 

Sa ekološke strane, ne mora sve da bude tako crno. Neki naučnici razmatraju mogućnost da u više slojeve atmosfere ubace velike količine sumpor-dioksida u obliku aerosola za koji se zna da reflektuje sunčevo svetlo nazad u kosmos. Vertikalna strujanja u stratosferi izazvana zagrevanjem raketnog pepela mogla bi da podignu sumporni aerosol na visinu gde bi učinak refleksije Sunčevog zračenja bio maksimalan. Ovaj „atmosferski inženjering“ mogao bi bar delimično da poništi efekat globalnog zagrevanja planete usled sumanute emisije ugljen-dioksida. 

Nova kosmička era

Uspešni letovi Brensona i Bezosa do granice kosmosa i nazad, hteli mi to da priznamo ili ne, predstavljaju simbolični početak epohe „otvorenog kosmosa“. Naravno, kosmos nije postao otvoreniji i pristupačniji za nas, obične smrtnike, ali je svakako postao bliži onima koji su „bezobrazno“ bogati. Proći će, na žalost, mnogo vremena pre nego što kosmos ne postane dostupan širokoj populaciji. Štaviše, mnogi smatraju da se novac uložen u lansiranje bogataša u kosmos mogao upotrebiti na neki pametniji način. Kako je ironično primetio demokratski senator Berni Senders: „Ovde na Zemlji, u najbogatijoj državi na planeti, polovina našeg naroda živi od plate do plate, ljudi se bore da se prehrane, da stignu do doktora – ali, koga briga, naši najbogatiji momci nisu tu, oni su u kosmosu. Da, vreme je da oporezujemo milijardere!“

Raketni motor pred ugradnju na "New Shepard"

Ipak, nema mesta gorčini jer će nove, jeftinije kosmičke tehnologije omogućiti i neke druge stvari od kojih će korist imati šira zajednica: brz interkontinentalni transport robe, jeftine naučne laboratorije za istraživanje efekata mikrogravitacije i slično. Ako ništa drugo, kosmos je prestao da bude monopol nacionalnih agencija kao što su NASA ili Roskosmos. Brenson je pomirljivo reagovao na Sendersovu izjavu i podsetio da su mnoge tehnologije našle mesto u našem svakodnevnom životu iako su u početku izgledale kao skupa i bespotrebna investicija: GPS (koji danas ima svaki mobilni telefon), meteorološki i komunikacioni sateliti… Brenson takođe smatra da postoji zdrava tržišna utakmica i da će u bliskoj budućnosti bar 20 kompanija nuditi usluge prevoza ljudi do kosmosa i nazad. A bez konkurencije nema ni inovacija ni nižih cena. Osim toga, Brenson smatra da na svetu već ima oko dva miliona ljudi koji sebi mogu da priušte let u kosmos po ceni od 250.000 do 500.000 dolara. Zašto to ne iskoristiti?

Mnogima smeta i to što su lica najbogatijih ljudi na svetu postala zaštitni znak komercijalne eksploatacije kosmičkih letova. Ali takve stvari dešavale su se i u prošlosti. Čarls Lindberg, prvi pilot koji je preleto Atlantik, imao je ključnu ulogu u propagandi privatnog avio-transporta tokom dvadesetih i tridesetih godina prošlog veka. Privredne grane u nastajanju često su se susretale sa nerazumevanjem ljudi na ključnim položajima. Američki admiral Viljem Mofet, recimo, nimalo nije bio impresioniran pionirskim letovima braće Rajt: „Svako ko veruje da avion ima budućnost ili je lud ili totalna budala“. Ponekad ljudi ne prepoznaju veliku stvar čak i kad je ona realnost. Tomas Votson, predsednik IBM-a je 1943. godine, u vreme kada su prvi IBM-ovi kompjuteri zauzimali čitave spratove i imali skromnu računsku moć, izjavio da u svetu postoji tržište za najviše pet kompjutera.

Ko bi u to vreme mogao da poveruje da će avion postati nezamenljivo prevozno sredstvo dostupno praktično svakom? Ili da će svaki današnji tinejdžer imati u džepu mobilni telefon neuporedivo moćniji od kompjutera koji je spustio Armstronga i Oldrina na Mesec? Sasvim je moguće da će kosmički turizam ići istom putanjom i da će vremenom postati dostupan širokoj populaciji ali za to nema nikakvih garancija. Milijarderi poput Brensona, Bezosa i Maska ostvarili su svoje dečačke snove o letu u kosmos ali na ovoj planeti ima još mnogo ljudi koji sanjaju isti san.

Vreme #1596

Kvantni kompjuteri: Nešto sasvim drugo za nešto sasvim treće

"IBM"-ov kvantni kompjuter: System One

Da bismo uopšte počeli priču o kvantnim kompjuterima moramo da se podsetimo kako funkcionišu oni klasični. Bez obzira da li govorimo o mobilnom telefonu, tabletu, laptopu ili super-kompjuteru, postoji nešto što im je zajedničko: svi ti uređaji manipulišu isključivo nulama i jedinicama na isti način. Svaki video, tvit, poruka ili novinski tekst nije ništa drugo do niz nula i jedinica. Kada kompjuter „nešto računa“, procesor, kao glavna “radilica” u njemu, konvertuje jedan skup nula i jedinica u drugi korišćenjem instrukcija koje su takođe zapisane nulama i jedinicama. Ono što obično nazivamo „memorijom“ zapravo je skup elektronskih prekidača koji imaju tačno dva različita stanja – jedno od njih nazivamo nulom, drugo jedinicom. Ne postoji „međustanje“, nešto između dve pomenute krajnosti. Najmanja količina informacija kojom kompjuter može da manipuliše zove se bit i bit može da ima samo dve navedene vrednosti. 

Kada povežete na hiljade procesora i mnogo bitova u jednu celinu i na to dodate softver koji je u stanju da iskoristi sav taj hardverski potencijala dobijate super-kompjuter koji je u stanju da rešava najteže probleme iz matematike, fizike, hemije, medicine, tehnike... Najbrži super-kompjuter današnjice, japanski “Fugaku”, u stanju je da izvede neverovatnih 440 hiljada biliona računskih operacija u sekundi. 

Ali priroda ne funkcioniše po sistemu “nula ili jedan”, u prirodi postoji element neizvesnosti koji je teško simulirati klasičnim kompjuterima. Postoji čitava klasa problema koji su naizgled jednostavni ali nepodesni za rešavanje korišćenjem super-kompjutera. Jedan od interesantnijih je “problem trgovačkog putnika”: zamislite trgovca koji želi da poundi svoju robu u 100 različitih gradova. Kojim redosledom on treba da poseti ove gradove tako da pređe najmanje kilometara? Ovo je klasični kombinatorni problem i nalaženje optimalnog rešenja često podrazumeva sekvencijalno ispitivanje enormnog broja mogućnosti što je dugotrajan proces čak i na najjačim kompjuterima.   

Još jedan interesantan problem: zamislite telefonski imenik koji je potpuno nesređen, u kome se imena pojavljuju nasumično, bez ikakvog alfabetskog ili geografskog reda. Imate zadatak da pronađete telefonski broj vašeg prijatelja. Ako koristite klasični kompjuter, vreme potrebno za to raste sa dužinom imenika. Ako imenik postane 100 puta duži, i vreme potrebno da locirate željeno ime postaće, u proseku, 100 puta duže. Na kvantnim kompjuterima, zahvaljujući Groverovom algoritmu, ovo vreme raste mnogo sporije: 100 puta duži imenik povećaće vreme traženja samo 10 puta.  

Kvantni kompjuteri ne predstavljaju novu generaciju kompjutera baš kao što ni sijalica ne predstavlja novu generaciju sveća. Kvantni kompjuteri neće jednog dana zameniti svu našu kućnu ili kancelarijsku elektroniku. Klasični kompjuter i dalje će predstavljati najjednostavnije, najekonomičnije a često i najbrže sredstvo za rešavanje većine svakodnevnih problema. Kvantni kompjuteri su nešto sasvim drugo za nešto sasvim treće.. 

Teorijski koncept kvantnih kompjutera postoji i usavršava se već decenijama. Temelj istraživanjima dali su početkom osamdesetih godina prošlog veka velikani kvantne fizike kao što su nobelovac Ričard Fejnman, Jurij Marin i Pol Benof. Tehničke poteškoće dovele su do toga da u praksi nijedan kvantni kompjuter nije mogao da dostigne snagu vašarskog džepnog kalkulatora sve dok se u razvoj nisu uključili tehnološki giganti kao što su “IBM” i “Gugl”. 

"Guglov" kvantni kompjuter "Sikamor" i "IBM"-ov superkompjuter "Samit"

Kvantni kompjuteri baziraju se na zakonitostima koje opisuje kvantna mehanika, kompleksna teorija koja objašnjava ponašanje materije i energije na sub-atomskom nivou. Tu teoriju teško je predstaviti na popularan način jer se kvantni fenomeni često kose s logikom i zdravorazumskim razmišljanjem. Još teže je objasniti kvantne kompjutere, nešto što je sagrađeno na stubovima kvantne mehanike, kao da ona sama već nije dovoljno bizarna i komplikovana. 

Ne tako davno, “Njujork Tajms” je zamolio desetak vodećih svetskih eksperata koji se bave kvantnim kompjuterima da u jednoj rečenici objasne čitaocima o čemu se tu radi. Dejvid Rajli iz “Majkrosofta” je napisao sledeće: “Kvantni kompjuter je vrsta analognog kalkulatora koji vrši izračunavanja tako što informaciju kodira u kratkotrajne talase koji obuhvataju materiju i svetlost na nano-skali”. 

I dalje vam nije jasno? Nikom nije.

Možda je najbliži istini bio Alan Barak, direktor kompanije “D-Wave” koja pravi kvantne kompjutere: “Da budem potpuno iskren, sve što znamo o kvantnoj mehanici ne može da objasni kako radi jedan kvantni kompjuter”. I sad je na autoru ovog teksta da bude pametniji od svih i objasni ono što se objasniti ne može. Ali hajde da probamo.

Već smo pomenuli da je u osnovi klasičnih kompjutera bit – nula ili jedinica. Kod kvantnih kompjutera umesto bitova imamo „kvantni bit“ ili kubit („qubit“). U fizičkom smislu, kubit može da bude jedan foton, par spregnutih elektrona unutar provodnika ohlađenog do apsolutne nule, jedan atom na tacni od silicijuma, jon kontrolisan elektromagnetnim poljem ili nešto stoto. U svakom slučaju, kubit je zbog svoje veličine vrlo osetljiv i svaka manipulacija kubitima je vrlo delikatan proces. 

Na tako minijaturnoj skali svaka čestica ima određena svojstva koja najčešće nemaju ekvivalent u makroskopskom svetu. Ta svojstva zajedno definišu tzv. kvantno stanje čestice. Ako je to stanje kontrolisano i merljivo, imamo kubit, osnovnu računarsku jedinicu kvantnog kompjutera. Jedan kubit ne predstavlja ništa, kvantni računar nastaje tek kad povežete više kubita u jednu celinu. Tako spregnuti kubiti imaju neuporedivo veću računarsku snagu u odnosu na isti broj povezanih bitova. Ova snaga proističe iz dva kvantna fenomena: superpozicije i spregnutosti.

Zamislite novčić bačen u vazduh. On će na kraju pasti na pod, na jednu ili drugu stranu, na nulu ili jedinicu. U svetu klasičnih kompjutera, ovo su jedina dva moguća ishoda. Kubit, međutim, predstavlja bačeni novčić koji se još uvek vrti u vazduhu. U svom kvantnom stanju kubit sadrži oba krajnja rezultata, i nulu i jedinicu. Superpozicija predstavlja sposobnost kubita da bude u oba različita stanja istovremeno (ako vas neko pita “a kako je to moguće?”, odgovor treba da glasi: “kvantna mehanika!”). Kubit je, prosto rečeno, objekat koji u datum trenutku ima vrednost 0 ili 1 sa određenom verovatnoćom. Kubit može da “naginje” jednoj od ove dve vrednosti a suština kvantnih proračuna je da se ovo “neodređeno” stanje prevede u stanje u kome kubit ima vrednost 0 ili 1, eliminišući element slučajnosti. 

Klasični bit i kubit

Kako bi se kubit preveo u stanje superpozicije, koriste se laseri ili mikrotalasi. Zahvaljujući superpoziciji kubiti mogu da učestvuju u analizi ogromnog broja potencijalnih rešenja u isto vreme. Tokom kvantnih izračunavanja, kvantno stanje kubita evoluira ka jednoj ili drugoj ekstremnoj vrednosti. Uticaji koji vode ka pogrešnom rešenju međusobno se poništavaju dok se oni koji vode ka tačnom rešenju sabiraju i pojačavaju. Tek u trenutku završnog merenja kvantno stanje kubita dobija svoju konačnu vrednost koja predstavlja deo konačnog rešenja: nulu ili jedinicu.

Još jedan primer superpozicije: zamislite lavirint i zadatak da nađete izlaz iz njega. Klasični kompjuteri jednostavno prave nasumične pokušaje. Prvi pokušaj biće, na primer, skretanje ulevo. Ako se ovo pokaže kao pogrešna strategija, naredni pokušaj biće skretanje udesno. I tako na svakoj raskrsnici lavirinta na koju kompjuter naiđe. Proces je u svakom slučaju dugotrajan ali vodi do krajnjeg cilja. Kod kvantnog kompjutera, zahvaljujući superpoziciji kubita, moguće je istovremeno skrenuti i levo i desno. Kvantni kompjuter istražuje obe mogućnosti istovremeno kao da funkcioniše u dve paralelne dimenzije. Broj mogućnosti raste sa svakom novom raskrsnicom ali se složenost proračuna ne povećava. Povećava se samo broj dimenzija problema. Ključna karakteristika kvantnog kompjutera je da on ove dodatne dimenzije rutinski tretira kao jedan veliki multidimenzionalni prostor u kome svaka dimenzija sadrži jedno od mogućih rešenja.    

Ako mislite da je ovo suviše uvrnuto, sačekajte, treba da uvrnemo stvar još malo. 

Drugi kvantni fenomen, spregnutost, predstavlja sposobnost kubita da se uparuju tako da se nalaze u identičnom kvantnom stanju. Promena stanja jednog kubita trenutno se odražava i na spregnuti kubit, čak i ako se on nalazi na veoma velikom rastojanju. Postoje indicije da se ova promena stanja dešava brzinom većom od brzine svetlosti. Zamislite da vaš auto ofarbate u crveno a komšijin auto, trenutno parkiran ispred neke grčke plaže, momentalno dobije istu boju. To bi bila “kvantna sprega”. Ajnštajn je ovu pojavu nazvao “sablasnom akcijom na daljinu” a kvantna mehanika još uvek nema zadovoljavajuće objašnjenje za ovaj fenomen. Svejedno, niko nas ne sprečava da koristimo čak i ono što ne razumemo ("izgleda šašavo ali deluje"). Za razliku od klasičnih kompjutera čija je snaga, otprilike, proporcionalna broju bitova, snaga kvantnih kompjutera raste strahovito brzo sa dodavanjem novih kubita, upravo zahvaljujući kvantnoj spregnutosti. Kako se broj kubita bude povećavao, super-računari će sve teže držati korak. Kada kvantni računar, kroz pet ili deset narednih godina bude imao oko 70 stabilnih kubita, super-računar će morati da zauzme površinu čitavog jednog grada kako bi držao korak u kompjuterskoj snazi. Na duge staze, super-kompjuteri će izgubiti ovu trku. Ali samo pod  uslovom da kvantni kompjuteri prežive... 

Ovde nailazimo na ključni problem: svi današnji kvantni računari pate od “dekoherencije”, (pre)osetljivosti na spoljašnje uticaje, čak i one najmanje. Upravo kontrola dekoherencije kvantne računare čini tako komplikovanim i skupim. Najmanja vibracija, priliv toplote ili fizički kontakt mogu nekontrolisano da promene ili očitaju kvantno stanje kubita pre nego što on završi svoje učešće u izračunavanju. Kada se kvantno stanje kubita očita pre završetka izračunavanja, kubit "kolabira". Drugim rečima, postaje neupotrebljiv. Upravo zato se kubiti smeštaju u strogo kontrolisano okruženje, najčešće vakuum, uz temperaturu blisku apsolutnoj nuli. Iako su kubiti minijaturni, kvantni kompjuter ima veličinu velikog frižidera u kome se najveći deo opreme koristi za sprečavanje dekoherencije. Sa svim tim cevima, crevima, spiralama, visećim provodnicima, blokovima za hlađenje, stvaranje i održavanje vakuuma, kvantni kompjuter više liči na instalaciju Hansa Gigera pozajmljenu iz serijala “Osmi putnik” nego na mašinu za računanje. 

I pored toga, nemoguće je izbeći sve negativne uticaje okoline na kvantne proračune. Zato je potreban neki mehanizam koji će kubite učiniti robusnijim. Jedan od mogućih načina je da se više pojedinačnih kubita grupiše u jedan veliki logički kubit koji bi bio manje osetljiv. Na žalost, jedan takav logički kubit zahtevao bi nekoliko stotina ako ne i nekoliko hiljada standardnih kubita što daleko prevazilazi današnje tehnološke mogućnosti (stotinak kubita po jednom kvantnom računaru). 

Upravo zbog toga, kvantni kompjuteri još uvek nisu “zreli” da odmene klasične računare kada su u pitanju odluke koje mogu da imaju imaju kapitalne konsekvence. Berzanske kalkulacije, bankarske transakcije, državna bezbednost, kontrola leta, upravljanje vozilima... sve su to oblasti u kojima kvantni kompjuteri još uvek nemaju šta da traže jer svaka greška ili krah u računu mogu da imaju nesagledive posledice. Vrlo lako se može desiti da za problem dekoherencije ne bude valjanog rešenja u narednih deset ili dvadeset godina što predstavlja realnu opasnost da čitava tehnologija završi na slepom koloseku, u nekom magacinu briljantnih ideja koje su poklekle pred tehničkim poteškoćama.

Zasad entuzijazma ipak ne manjka i kvantni kompjuteri, koliko god trenutno bili ograničeni, polako nalaze svoje mesto pod suncem. “Folksvagen” koristi ove kompjutere za projektovanje efikasnijih baterija za svoje električne automobile. Farmaceutske kuće istražuju hipotetične supstance koje bi predstavljale osnovu budućih lekova. Kvantni kompjuteri imali su svoju ulogu i u "CERN"-u, prilikom epohalnog otkrića Higsovog bozona. “Erbas” koristi kubite kako bi sračunao putanje poletanja i sletanja aviona sa minimalnim utroškom goriva. “Folksvagen” je nedavno obelodanio i servis koji bira optimalne rute za autobuse i taksi vozila kako bi se smanjila hronična zagušenja u saobraćaju. Odjeknula je i vest da je prošle nedelje, u Štutgartu, Nemačka pustila u rad svoj najmoderniji kvantni kompjuter, a događaj je najavila Angela Merkel, nemačka kancelarka i kvantna hemičarka po profesiji: “Kada su kvantne tehnologije u pitanju, Nemačka je među vodećim državama u svetu i tu namerava i da ostane (puna istina je da su Nemci svoj kvantni kompjuter sagradili u saradnji sa IBM-om i da bez američkog zelenog svetla do realizacije ne bi ni došlo). 

Detalj konstrukcije "IBM"-ovog kvantnog kompjutera

Sve ovo je logična posledica ogromnih ulaganja u kvantne kompjutere u poslednjih petnaestak godina. Kvantni kompjuteri mogu da promene svet. Mogu da unaprede medicinu, ubrzaju razvoj veštačke inteligencije ili promene način na koji komuniciramo. Kvantni kompjuteri mogu da obave milione računskih operacija u jednoj mikrosekundi. Sve ovo su tipični novinski naslovi kad god se pomenu kvantni kompjuteri. Ono što nedostaje celom poduhvatu je neki spektakularni rezultat. Kvantni kompjuteri jesu demonstrirali svoju snagu u više manjih, izolovanih oblasti ali ništa od toga nije dospelo na naslovne strane. Mi još uvek imamo samo “osećaj” da će neki kvantni kompjuter rešiti problem trgovačkog putnika u svega par sekundi. Ali to tek treba da se desi, ako se uopšte desi. Armija skeptika raste istom brzinom kao i armija entuzijasta.

U međuvremenu, naučnici su razvili inovativne, ultra-brze algoritme za razne vrste problema ali da bi iskoristili njihovu moć potrebno je mnogo više od 56 kubita koliko ih ima trenutno najstabilniji kvantni kompjuter. Neki od tih revolucionarnih kvantnih algoritama u međuvremenu su obesmišljeni unapređenjem algoritama koje koriste klasični kompjuteri. Zato ne čude prvi znaci da se investitori, naročito oni privatni, pomalo “hlade” i povlače jer je napredak neizvestan, spor i mukotrpan. Ipak, para još uvek ima. Trenutno je mnogo veći problem manjak firmi koje proizvode kritične hardverske komponente (poput superprovodnih kablova) i nedostatak kvalifikovanog naučnog kadra. Procenjuje se da u čitavom svetu na razvoju kvantnih kompjutera radi svega par hiljada stručnjaka, po nekima čak i manje, svega par stotina.

Suviše malo za tako velika očekivanja. 

Kvantna supremacija

Priličan broj inženjera angažovanih na razvoju kvantnih računara ne krije nameru da dokaže takozvanu “kvantnu supremaciju” (sama reč “supremacija” izabrana je krajnje nesrećno pošto je u međuvremenu postala politički nekorektna). Drugim rečima, namera im je da reše jedan od klasičnih matematičkih problema brzinom koja je daleko iznad mogućnosti najjačih svetskih super-kompjutera. A to nije lako jer super-kompjuterski hardver postaje sve moćniji, baš kao što se usavršavaju i algoritmi koje takve monstrum-mašine koriste. 

“Gugl” je 2019. godine objavio da je njegog kvantni kompjuter “Sikamor” dostigao nivo “kvantne supremacije” jer je za 200 sekundi rešio problem koji najjači “IBM”-ov superkopmjuter, “Samit”, ne bi mogao da reši ni za 10.000 godina. Naučna zajednica je, međutim, ostala podeljena: mnogi smatraju da je “Gugl” osmislio krajnje specifičan problem čije rešenje nema nikakvu upotrebnu vrednost samo da bi na izolovanom primeru dokazao kompanijsku superiornost u odnosu na konkurenciju. Uz to, “IBM” tvrdi da je “Guglov” “Sikamor” neupotrebljiv za rešavanje drugih praktičnih problema i da je “Gugl”, prilikom poređenja rezultata, značajno potcenio snagu “Samita” i drugih super-kompjutera. “IBM” čak tvrdi da “Samit” ima praktično identične, ako ne i bolje performanse od “Sikamora”.

Detalj "Guglovog" kvantnog kompjutera

Ima naučnika koji smatraju da je “kvantna supremacija” besmisleni cilj i da je pametnije skoncentrisati snage i sredstva na ono što kvantni računari već mogu da urade umesto na ono što bi mogli da urade u idealnim okolnostima. Mnoge firme uveliko eksperimentišu s kvantnim kompjuterima koje proizvode “IBM”, “Rigetti” ili “D-Wave” (na IBM-ovom sajtu možete da se kartate sa njihovim kvantnim kompjuterom). Kina je takođe investirala milijarde u kvantni program. “IBM” i “Alibaba” već nude pristup svojim kvantnim kompjuterima preko interneta a u pripremi su i slični servisi “Majkrosofta” i “Amazona”. Tako je i nama, smrtnicima i šarlatanima, omogućeno da se, makar na kratko, poigramo ovim egzotičnim, skupim mašinama.

Tajnost podataka i kvantni kompjuteri

Kvantni kompjuteri mogli bi da potkopaju same temelje kriptografije koja štiti tajnost i integritet podataka koji putuju internetom. Kad god pokrenete svoj pretraživač ("Chrome", "Safari", "Firefox") i u njemu vidite adresu koja počinje sa „https“, možete biti sigurni da je komunikacija između vašeg kompjutera i udaljenog servera bezbedna čak i ako tu komunikaciju posmatra neko sa strane (ministar Vulin, recimo). Bezbednost se postiže tako što server šifruje zatražene podatke (vaše elektronske poruke, stanje na bankarskom računu ili nešto treće) a zatim kroz mrežu šalje naizgled besmislen niz simbola koji će tek u vašem računaru biti dešifrovani i vraćeni u prvobitan oblik. Ako bi se neko „ubacio“ između vašeg računara i servera (pomenuti ministar, na primer) došao bi u posed ogromne količine šifrovanih podataka ali ne bi mogao da ih iskoristi jer, jednostavno, ne poseduje „ključ“ da te podatke prevede u čitljivi oblik.

U stvarnosti, sam mehanizam je mnogo komplikovaniji nego što je gore opisano. U jednom trenutku vaš kompjuter i server moraju nekako da dogovore i razmene pomenuti ključ kojim se podaci šifruju i dešifruju. Odmah se nameće logično pitanje: da li je moguće da neko presretne tu šifru u trenutku razmene i kasnije je iskoristi za dešifrovanje vaše komunikacije a da vi to i ne znate? Budite bezbrižni jer tako nešto, bar zasad, nije moguće. Za inicijalnu razmenu ključa koriste se složeni kriptografskim sistemi od kojih je najpoznatiji RSA (Rivest-Šamir-Adelman). Ovaj sistem enkripcije počiva na tzv. „asimetričnom ključu“, gde se jedan (tzv. javni) ključ koristi za šifrovanje a drugi (tzv. tajni) ključ za dešifrovanje podataka.

Da biste razumeli osnove RSA nije potrebna diploma iz matematike. U koju god školu da ste išli, sigurno ste čuli za proste brojeve. To su brojevi koji su bez ostatka deljivi samo jedinicom i samim sobom. Drugim rečima, to su brojevi koji se ne mogu napisati kao proizvod dva manja broja. Na primer, uzmimo broj 13: ne postoje dva manja broja čijim se množenjem dobija 13. Još u anitčko doba Euklid je dokazao da niz prostih brojeva (2, 3, 5, 7, 11, 13, 17…) nema kraj. Sa druge strane broj 35 nije prost jer je 35=5x7. Postupak nalaženja ovih manjih brojeva, takozvanih „faktora“ (5 i 7), na osnovu „velikog“ broja (35) zove se faktorizacija i jedan je od najznačajnijih problema u teoriji brojeva.

Najbrži superkompjuter današnjice, japanski "Fugaku"

Na prvi pogled, reklo bi se da je faktorizacija vrlo prosta stvar. Prosečno talentovan osnovac brzo će „napipati“ da  se broj 91 može napisati kao 7x13. Ali ako umesto broja 91 izaberete neki značajno veći broj, recimo 137.703.491, ispostaviće se da je problem faktorizacije suviše težak ne samo za osnovca već i za profesionalne matematičare. Da bi se ovakav broj faktorisao potreban je kompjuter koji brojeve „melje“ mnogo brže. Ispostaviće se da su traženi faktori 7.919 i 17.389. Ako umesto gore nevadenog devetocifrenog broja uzmete neki koji ima na hiljade cifara ispostaviće se da je problem faktorizacije nezamislivo težak, toliko težak da ni najbrži super-kompjuteri današnjice nisu u stanju da faktorišu tako veliki broj ni za par stotina godina.

Kakve sve ovo veze ima sa kriptografijom? U srcu RSA algoritma nalaze se upareni asimetrični ključevi. Uzmite nasumično dva ogromna prosta broja i pomnožite ih. Dobićete još veći broj koji služi kao ključ za šifrovanje podataka. Ovaj ključ ima javni karakter i možete da ga štampate u novinama: ceo svet može da koristi taj ključ za šifrovanje podataka koje šalje vama. Ali da bi se šifrovani podaci vratili u originalni oblik potreban je ključ koji čine ona dva manja, izvorna broja koja znate samo vi. Tajnost šifrovane poruke štiti upravo činjenica da je faktorizacija odnosno odgonetanje ona vaša dva tajna broja na osnovu njihovog proizvoda, iako izvodljiva u teoriji, zapravo „nemoguća misija“ u praksi, zbog količine kompjuterskih resursa i vremena potrebnog za tako nešto.

Iako teoretičari zavere smatraju da su kreatori RSA algoritma ostavili neka „tajna vrata“ koja omogućavaju državnim službama da „razvale“ enkripciju i dočepaju se svih tajni ovog sveta, matematičari koji se već decenijama bave ovom problematikom tvrde da rupe ne postoje. Što ne znači da se matematičari ne bave traženjem sve efikasnijih algoritama za faktorizaciju velikih brojeva. Kada bi neko našao recept za brzu faktorizaciju korišćenjem klasičnih kompjutera to bi preko noći srušilo internet koji poznajemo. Nastala bi panika neopisivih razmera i sve banke, državne institucije i organizacije koje barataju poverljivim podacima morale bi da ukinu internet prisup sve dok se ne implementira neki bolji način zaštite podataka.

Kvantni kompjuteri su realna pretnja da se tako nešto desi, možda ne na današnjem stupnju razvoja, ali u bliskoj budućnosti – ko zna? Korišćenjem Šorovog algoritma, koji je primenljiv samo na kvantne ali ne i na klasične kompjutere, moguće je vreme faktorizacije skratiti sa nekoliko vekova na par sati, dan ili dva. Zašto, međutim, RSA i dalje odoleva i zašto još uvek niko ne paniči? Zato što vam je za Šorov algoritam potreban kvantni kompjuter koji ima neuporedivo više kubita u odnosu na današnje standarde. 

Kada je “Gugl” preuranjeno objavio “kvantnu supremaciju”, na raspolaganju je imao kvantni kompjuter od 54 kubita. “IBM” je dostigao otprilike isti broj kubita dok manje kompanije razvijaju prototipe kvantnih računara gde broj kubita ide od 5 do 20. Dodavanje samo jednog kubita u kvantni računar predstavlja ogroman tehnički izazov. Sa druge strane, višestruko povećanje broja kubita je problem epskih proporcija. Današnji kvantni kompjuteri jednostavno su suviše slabi da korišćenjem Šorovog algoritma faktorišu velike brojeve. Da bi se tako nešto postiglo potrebno je imati milione kubita otpornih na dekoherenciju. A to je na današnjem nivou tehnologije jednostavno nezamislivo.

Dosadašnji „rekord“ više je nego skroman i postavljen je 2012. godine kada je korišćenjem kvantnog kompjutera faktorizovan broj 21 (3x7). IBM je 2019. svojim kvantnim kompjuterom pokušao faktorizaciju broja 35 ali se kvantni kompjuter „raspao“ usled dekoherencije pre nego što je generisao rezultat (5x7). Ovi, naizgled patetični, pokušaji progutali su stotine miliona dolara ali investitori i dalje čekaju u redovima da istresu svoje džepove za silne kubite koje tek treba napraviti.

Vreme #1590, #1591