Postavit kvantový počítač není jednoduché, a navzdory mnoha úspěchům v posledním desetiletí není jasné, kdy se plnohodnotný kvantový počítač skutečně podaří vybudovat.
Je také otázkou, zda vůbec jde plnohodnotný kvantový počítač na křemíkových technologiích postavit. Navzdory tvrzení firem jako IBM či D-Wave se dosud nepodařilo plnohodnotný kvantový počítač postavit, a Google je se svým kvantovým čipem Sycamore zatím nejdál – tedy z veřejně známých projektů.
Současné prototypy jsou velmi omezené a jejich určujícím prvkem je spíše to, že používají qubity a experimentují s kvantovými algoritmy pro velmi specifická využití. Vyžadují také extrémně specifické prostředí, kupříkladu chlazení na extrémně nízké teploty kapalným héliem.
Existující kvantový čip Sycamore. Zdroj: Google
Kvantový hardware i software
Google nyní odhalil nové plány na stavbu komerčního kvantového počítače, který by našel širší využití. Současné pseudo-kvantové počítače mají velmi vysokou chybovost, jež vyplývá z principu, kterým fungují. Google hodlá tuto chybovost vyřešit, a přitom zachovat extrémní rychlosti kterých kvantový počítač může dosahovat.
Firma si od toho slibuje výrazné zrychlení řešení palčivých problémů současnosti, jako je udržitelná energetika, snižování emisí, odhalování nových vědeckých poznatků nebo třeba prevence příštích pandemií (to je otázka dnes velice aktuální).
Americký obr bude také nadále pracovat na optimalizaci softwaru, nabízí se rozšíření knihovny Cirq Python a OpenFermion nebo TensorFlow Quantum.
Čip Sycamore leží v masivní „ledničce“, jejíž jediným smyslem je udržet ho na teplotě blízké absolutní nule. Lednice je naplněná tekutým héliem. Zdroj: Google
Prvním krokem však bude stavba kvantového tranzistoru; dva propojené qubity, jež budou společně provádět kvantové operace očištěné od chybovosti. A poté škálování: Vytvoření čipu, který bude obsahovat stovky nebo tisíce qubitů v kvantové superpozici.
Lepší baterie i medicína
Zábava. Vývoj potrvá roky, možná desítky, ale s tím Google počítá.
Na výzkumu v oblasti umělé inteligence, kvantových počítačů a dalších pokročilých technologií Google tradičně spolupracuje s prestižními technickými univerzitami a různými organizacemi státními i nestátními, běžně kupříkladu s NASA.
Cílem řešení Googlu je pomocí stovek qubitů sestavit „trvalý qubit“; tradiční kvantové bity jsou velmi nestabilní. Detekce a oprava chyb je kritická disciplína pro fungování kvantových počítačů, neboť přenos dat je rušen inherentní nestabilitou qubitů a principem kvantové superpozice. Ve chvíli, kdy by se Googlu podařilo tuto vadu napravit, kvantové počítače by skutečně mohly najít praktické využití, a fungovat blíže standardním superpočítačům.
Superpočítače mají výkon obrovský, ale všechny by kvantový počítač bez problému překonal. Na obrázku je Salomon, jeden z nejrychlejších českých superpočítačů. Zdroj: IT4Innovations
Otázkou zůstává, zda bude nalezené řešení dostatečně praktické – a zda se přiblíží kvantovému světu, nebo spíše kvantovou mechaniku uzpůsobíme křemíkovým čipům. Výsledný stroj by každopádně mohl urychlit inovace v medicíně, chemii a třeba pomoci s nalezením lepších bateriových technologií. Bylo by na čase, lithium-iontový základ už se nedá o moc zefektivnit.
Zdroj: Google
