USA mají nejrychlejší kvantový počítač světa. Stonásobně překonává konkurenci

• Superpočítač prý potřebuje na úkol 10 000 let.
• Kvantový to zvládne za desítky sekund.

V roce 2019 kvantový počítač Sycamore společnosti Google detekoval vzorce v řadách zdánlivě náhodných čísel za 200 vteřin, zatímco dosud nejvýkonnější superpočítač Summit od IBM by na stejný úkol potřeboval 10 000 let. Stal se tak nejvýkonnějším počítačem na světě. To platilo až do minulého týdne, kdy firma Quantinuum oznámila, že její počítač dosahuje výkonu, o němž se mnozí domnívali, že je nedosažitelný.

Nepřehlédněte: Magická podívaná nad Českem: Noční oblohu rozzáří úžasný vesmírný jev. Budou „padat hvězdy“

Nový kvantový počítač trhá rekordy

Společnost Quantinuum provedla v období od ledna do června letošního roku několik náročných experimentů. A počítač H2-1 podle zprávy dosáhl výkonnostní hranice, o níž se odborníci domnívali, že je pouhým snem – úlohu, kterou před pěti lety spočítal Sycamore, vyřešil rychleji a přesněji. Výsledky testů uveřejnil preprintový server arXiv.

Za neuvěřitelným výsledkem stojí použití nového algoritmu Random Circuit Sampling. H2-1 dosáhl odhadovaného skóre v benchmarku lineární křížové entropie (XEB) ~0,35, což je stokrát lepší výsledek než v případě ostatních kvantových počítačů.

Procesor H2-1 se skládá z 56 quibitů, které pracují s lepší než rentabilní rychlostí, což představuje významný krok směrem ke kvantovému počítání odolnému vůči chybám. V rámci testů se ukázalo, že chybovost logických obvodů, které počítač využívá, je až 800krát nižší než chybovost odpovídající fyzickým obvodům, čemuž se podle Quantinuum žádná jiná společnost zabývající se kvantovými výpočty dosud ani nepřiblížila.

Oprava chyb umožňuje kvantovým počítačům provádět delší a složitější výpočty tím, že chrání kvantové informace před šumem a dekoherencí. V kvantových počítačích je míra chybovosti obvykle mnohem vyšší než v klasických počítačích; současné nejmodernější kvantové počítače vykazují chybovost v rozmezí 0,1 % až 1 %.

V Ostravě se rozběhne LUMI-Q

Počítačoví vědci se už několik desetiletí snaží ve výpočetní technice využít vlastnosti subatomárních částic. Tentýž elektron se může například na velkou vzdálenost propojit s jinou částicí díky efektu kvantového zapletení, anebo může být ve stejnou chvíli na různých místech. Posledně popsaný jev je označovaný jako superpozice.

Zatímco tradiční výpočetní technika se spoléhá na bity, tedy na jedničky a nuly, kvantová výpočetní technika používá qubity, které mohou být zároveň jednička i nula. Stranou v oblasti kvantových počítačů nezůstává ani Česká republika. V letošním roce má být uveden do provozu kvantový počítač LUMI-Q v superpočítačovém centru v Ostravě.

Zdroj náhledové fotografie: se souhlasem Quantinuum, zdroj: techSpot, arXiv