Kvantové počítače – počátek nové průmyslové revoluce

Ilyas Khan (CEO, Quantinuum) o kvantové technologii řekl: „Jsem přesvědčen, že my, a určitě i naše děti, prožíváme první fáze průmyslové revoluce, nikoli jen pouhý vznik nové technologie“.

Khan věří, že quantum computing nemůžeme porovnávat s jinou technologií. Má ovlivňovat co děláme, a způsob, jakým to nyní děláme.

Quantinuum, organizace vzniklá sloučením Honeywell Quantum Solutions a Cambridge Quantum Computing je z UK. Khan uvedl že UK je jednou z vedoucích zemí v kvantových počítačích.

V České republice kvantový počítač není a ani se nestaví. V ČR není dle (1) ani startup, který by se zaměřoval na vývoj SW či HW pro kvantové počítače. Čeští vědci však již spolupracují na výzkumu v mezinárodním spolupráci (pravděpodobně však hlavně základní výzkum).

Co je quantum computing

Quantum computing odkazuje na computing prováděný kvantovým počítačem. Ve srovnání s tradičním computingem prováděným na klasickém počítači, kvantový počítač by měl být schopen uložit mnohem více informací a fungovat s mnohem efektivnějšími algoritmy. To znamená rychlejší řešení velice složitých úkolů.

Analýza společnosti McKinsey & Company z prosince 2021 uvádí, že se: investiční dolary nalévají a start-upy v quantum computingu bují. Zatímco quantum computing slibuje pomáhat firmám řešit problémy, které jsou mimo dosah a rychlost konvenčních vysoce výkonných počítačů, jsou v tomto stádiu konkrétní aplikace hlavně experimentální a hypotetické.

Dostupnost kvantových počítačů

Kde lze kvantový počítač zakoupit? Momentálně zdá se nikde (alespoň pokud jde o výkonné stroje). Fujitsu slibuje, že v roce 2023 bude mít kvantové počítače dostupné pro výzkum. IBM slibuje, že bude mít na prodej tisíce kvantových počítačů (2) nejpozději do roku 2025. Tyto počítače budou mít více než 4000 qubitů (ve srovnání s dnešními 127 qubity).

Pro výuku má již nyní stolní kvantové počítače společnost Shenzhen SpinQ Technology Co., Ltd.

Snazším způsobem je použít cloudovou výpočetní kapacitu. Například Azure Quantum sdružuje různé zdroje pro quantum computing. Tyto zdroje byly vytvořeny leadery v oboru: Quantinuum IonQ, Quantum Circuits, Rigetti, Pasqual, 1Qbit, Microsoft a Toshiba.

Microsoft vyvinul jazyk Q# pro programování kvantových aplikací, který abstrahuje od kvantových stavů a circuitů. Q# je opensourcovým jazykem.

Podobným způsobem nabízí výpočetní kapacitu Google a překvapivě také nabízí Cirq interface se službou Microsoft Azure Quantum.

Amazon Braket nabízí kapacitu těchto poskytovatelů kvantového HW: D-Wave, IonQ, Rigetti, OQC, Xanadu a připravuje se QuEra.

IBM Quantum nabízí cloudový přístup ke skutečným kvantovým počítačům (27 qubitů, výzkumný ibm_washington dokonce 127 qubitů).

Závod v quantum computing

Mnoho zemí již do kvantového závodu naskočilo, protože si uvědomují, že tato technologie je kritická pro konkurenceschopnost v budoucnu. V případě quantum computing však jde bohužel také o bezpečnost a suverenitu.

Kdo tahá za delší konec? Zdá se že zejména Čína a USA.

Neexistence regulace může mít potenciál mnohem většího selhání, než u AI. Přejme si, aby vývoj šel ještě pomaleji než u termojaderné fúze a společnost měla více času aspoň trošku vyzrát.

Quantum computing ve firmách

Rodney Zemmel (senior partner, McKinsey), řekl: „Kvantové výpočty nedávají smysl pro každou společnost, ale škála potenciálních aplikací, které jsme viděli, je široká, od biofarmak po automobilový průmysl a samozřejmě, telekomunikační a finanční služby.“.

Množství společností, které již experimentují s kvantovými výpočty, či kvantovou komunikací je značné.

Možnosti využití (o kterých se nyní mluví) se točí zejména kolem optimalizačních a simulačních úloh. Hovoří se o hledání nových cest při inovacích a vytváření nových produktů.

Případy zahrnují například optimalizace výrobních procesů, finanční modelování, vytváření nových materiálů, optimalizace dopravy a vývoj nových leků.

Zdroje:

(1) https://qubits.cz/clanky/cnb-jsou-jedni-z-prvnich-kteri-se-seriozneji-zajimaji-o-kvantove-pocitace-v-cr/

(2) https://www.techradar.com/news/ibm-says-it-will-have-thousands-of-quantum-computers-for-sale-by-2025

computerweekly.com