Kvantové počítače od IBM mají do pár let porazit ty klasické, budou na prodej skrz cloud

5

Podobně jako je to s termojadernou fúzí v energetice, má i svět počítačů svou technologii budoucnosti: kvantové počítače. Ty slibují průlom v řešení některých výpočetních problémů, které nejsou kvůli komplexitě zvládnutelné konvenčním počítačem, díky využití jevů kvantové mechaniky. I tato technologie tak nějak stále zůstává v budoucnosti, přestože desetiletí plynou, nicméně nyní se možná věci začínají hýbat.

Google a IBM totiž – nezávisle na sobě – oznámili, že chtějí z kvantových počítačů udělat komerčně dostupný produkt, a to v průběhu několika příštích let. Neznamená to, že by se takové stroje přenesly z laboratorního prostředí do klasické šedé krabice, na to technologie stále bude hodně komplikovaná. Google a také IBM by ale chtěli prodávat vzdálený přístup k jejich výkonu coby službu, podobně jako si lze zaplatit výpočetní kapacitu klasického serveru v „cloudu“. Ačkoliv by tedy hardware zůstával velmi komplikovaný, přístup k němu by byl relativně snadný.

Komerční verze kvantového počítače od IBM Q System, kterou chce firma mít do oněch „několika let“ hotovou, by měla údajně mít okolo 50 qubitů, tedy základních jednotek, které dokáží držet jednu kvantovou hodnotu či stav. Na této úrovni by už prý počítač měl být schopen překonat v určitých operacích dnešní konvenční superpočítače. Zatím má IBM v provozu počítač s jen pěti qubity a tedy omezenou použitelností. Už nyní v první polovině roku by ale mělo být zpřístupněno SDK pro vývoj aplikací a programů a pro návrh lze také použít softwarový simulátor kvantového stroje, který ale počítá jen s 20 qubity.

Pokusný kvantový počítač IBM Q System
Pokusný kvantový počítač IBM Q System

Google, který má podobné spády na zkomercionalizování kvantových výpočtů formou cloudové služby, je na tom zhruba podobně. I v jeho případě se mluví o nasazení za neupřesněných „několik let“. Pokusný stroj, který má k dispozici nyní, je nicméně o něco dál. Skládá z 9 qubitů, na nichž se údajně podařilo nasimulovat chování molekuly vodíku. Výpočty chemických reakcí či jevů by obecně měly být jednou z oblastí, kde se kvantový počítač může uplatnit. Zájem by tak mohl mít farmaceutický průmysl, ale přínosy by možná mohly být třeba i ve finančním sektoru.

Počet qubitů, o nichž je zde řeč, vypadá nízký v porovnání s počítači D-Wave, jejichž novou generaci tato firma nedávno představila. Nicméně u těch se stále vedou debaty o tom, zda jde o skutečný kvantový počítač. D-Wave je založen na „quantum annealingu“ a mohl by být užitečný pro některé optimalizační problémy, ale není univerzální. Takové by měly být až právě tyto plánované kvantové počítače, už snad skutečně použitelné pro kvantové operace, které se na běžném počítači provést nedají. D-Wave se zatím zdá se dá nahradit dostatečně paralelním konvenčním serverem. Tyto univerzální kvantové počítače by ale snad měly být průlomové i s poměrně malým počtem qubitů.

ibm-system-q2Pokud se Googlu či IBM (nebo dalším firmám, která v oboru podnikají pokusy) podaří reálně použitelný počítač s dostatečně vysokým výkonem skutečně dokončit, měla by se výrazně změnit řešitelnost některých výpočetních problémů. Kvantové výpočty by například měly dokázat efektivně rozkládat čísla na prvočinitele a mohly by také ohrozit některé konvenční šifrovací algoritmy. Jejich dostupnost tak asi ovlivní počítačovou bezpečnost, ovšem řada šifer by již měla být i proti útokům umožněným kvantovými počítači bezpečná.

Kvantové počítače od IBM mají do pár let porazit ty klasické, budou na prodej skrz cloud

Ohodnoťte tento článek!

5 KOMENTÁŘE

  1. Tohle bude využitelné spíš pro movitější podniky – a to jen pro data a výpočty která nejsou tolik tajná.
    Pokud to teda dobře chápu tak kvantový počítač je něco jako rozdíl mezi digitálem a analogem? Současná pc jsou digi ale quantový čip počítá s vícero stavy takže se tedy víc blíží analogovém pojetí.

    • Kvantový počítač by měl využívat jevy kvantové mechaniky, jako je superpozice stavů, lnové chování, princip neurčitosti, enttanglement. To je teda na moji kapacitu příliš velká věda, ale zjednodušeně mi to kdysi vysvětlovali, že ten qubit jako by dokáže mít najednou mnoho hodnot díky té superpozici a ten kvantový algoritmus jakoby zpracuje všechny ty možné vstupy naráz.

    • Ne, není to rozdíl mezi digitálem a analogem.
      Základní podstata je v tom, jak se řeší paralelismus. Klasický počítač dokáže provádět výpočet na jedné hodnotě a pokud chceš provádět výpočet paralelně na N hodnotách, tak potřebuješ N výpočetních jednotek. Na kvantovém počítači s N quibity dokáže provádět výpočet na 2^N hodnotách paralelně. Tzn pokud máš 2 quibity, dokáže zpracovat paralelně 4 hodnoty, pokud máš 3, tak už 8 atp. A to vede k tomu, že s relativně malým počtem qubitů (řekněme 50), dokáží provést výpočet zároveň na více hodnotách(2^50), než všechny klasické počítače dohromady. Nevýhodou je, že z toho ohromného množství paralelních operací může vypadnout jen jediná hodnota, takže tím například paralelně nikdy nevypočteš hodnotu všech pixelů na obrazovce.