Panovalo mnoho pochybností o tom, zda by se kvantové výpočty mohly někdy stát realitou. Obvody spoléhají na záludnou manipulaci s ionty a fotony, nebo vyžadují teploty blízké absolutní nule. Je to ve všech ohledech a účelech nesmírná zkouška chytrosti a nadání člověka pro inovace. Čína podruhé v lidské historii ukázala kvantovou nadvládu.
Tři dny, ne 10 000 let
Kvantová nadvláda je ukázkou toho, že kvantový počítač může dosáhnout něčeho, co by jinak bylo pro klasický počítač nemožné. K první instanci došlo v roce 2019, kdy procesor Sycamore společnosti Google dokázal dokončit výpočet za dobu o něco málo delší než 3 minuty; stejný výpočet by trval klasickému počítači údajně 10 000 let.
Toto tvrzení bylo později zpochybněno společností IBM s tím, že by jednomu z jejich superpočítačů trvalo spočítat stejný výsledek o něco déle než 3 dny. Zatím se však nikdo nepřihlásil, aby zpochybnil nejnovější požadavek Číny o kvantovou nadvládu. Čísla jsou totiž ještě více ohromující než čísla Sycamore.
Jiuzhang
Čínský kvantový výpočetní systém s názvem Jiuzhang dokončil za 200 sekund to, co by údajně jednomu z nejsilnějších superpočítačů na světě trvalo 2 miliardy let. Dotyčný superpočítač byl čínský Sunway TaihuLight, třetí nejrychlejší superpočítač na světě. Díky tomu je kvantová výhoda Jiuzhang 10¹⁴. Výsledky byly zveřejněny ve čtvrtek 3. prosince.
Zatímco kvantové čipy společnosti Google byly založeny na neuvěřitelně chladných supravodivých smyčkách, kvantové čipy čínského týmu byly vytvořeny pomocí fotonů (balíků světla). Tyto fotony nesly kvantová data optickými obvody, zatímco jejich dráha byla manipulována zrcadly. Na konci procesu byl foton přečten a tato data přispěla ke konečnému výpočtu. To je ekvivalent jednoho z 53bitových kvantových čipů Google. Qubits byly v tomto případě fotony. Jednou z nejlepších výhod používání fotonů nad supravodivými smyčkami je to, že je lze udržovat při pokojové teplotě namísto pouhých několika stupňů nad absolutní nulou.
Jiuzhangův výpočet byl řešením problému vzorkování bosonů – výsledek, který může být nejen užitečným nástrojem k dosažení kvantové výhody, ale někdy může sloužit i praktickému využití ve strojovém učení a kvantové chemii. Na rozdíl od procesoru Sycamore od Googlu však byl Jiuzhang vytvořen tak, že se na tento problém myslelo. Byl vytvořen v podstatě k provedení tohoto konkrétního výpočtu. Je neprogramovatelný a v důsledku zatím nemá žádné praktické využití.
Zatím nelze použít
Pokud jednoho dne dosáhne programovatelnosti, mohl by simulovat molekuly a pomoci revoluci v několika špičkových průmyslových odvětvích. Bude ale chvíli trvat, než Jiuzhang nebo jakýkoli jiný kvantový počítač na Zemi předvede skutečné praktické nebo komerční aplikace. Aby se to stalo, musíme jít daleko za hranice dvouciferného počtu qubitů v dnešních kvantových počítačích. K tomu, aby tyto kvantové stroje mohly naplnit svůj skutečný potenciál, budou zapotřebí nejméně stovky qubitů – a možná i miliony.
Čína a USA jsou v napínavém závodě o nadvládu nad touto technologií. Každá země má na paměti bezpečnostní obavy, protože výkonné procesory kvantových počítačů mohou ohrozit současné šifrování našeho internetu. Důležité finanční záznamy a vládní komunikace mohou být více zranitelné vůči kybernetickým útokům. Zatímco USA dosud dominovaly pokroku v kvantové výpočetní technice, Čína investovala 10 miliard dolarů do toho, aby se stala světovým centrem kvantového výzkumu.
Závěr
Kvantové počítače mohou znamenat revoluci i hrozbu zároveň. Před prvním funkčním a programovatelným kvantovým počítačem je však stále dlouhá cesta.
