Kvantový počítač: Google startuje digitální revoluci

Vypadá to, že Google startuje digitální revoluci a brzy se dočkáme kvantového superpočítače. V čem bude přelomový?

Možná víte, že klasický počítač pracuje s binárním kódem. To znamená, že každou informaci převede do soustavy nul a jedniček. Základní datovou jednotkou binární soustavy je bit, který vždy představuje jedno z těchto čísel. U kvantových počítačů se kvantový bit (či qubit) jen s nulou nebo jedničkou nespokojí. Může být oběma čísly najednou – a stejně tak jakýmkoli číslem mezi nulou a jedničkou. Ve fyzice se tomu říká superpozice.

Rychlopočtář

Máte z toho zamotanou hlavu? Nejste v tom sami. Zkusme to raději srozumitelněji. Klasický počítač zpracovává data krok za krokem. Je to podobné, jako když čtete knížku písmeno po písmenu. A ačkoli dovede číst neskutečně rychle, vždy zpracovává data popořadě. Kvantový počítač umí díky superpozici zpracovávat hned několik úkolů najednou. Umí tak přečíst celou stránku nebo kapitolu najednou. Slavný britský fyzik David Deutsch dokonce tvrdí, že za dobu, kterou stráví obyčejný počítač zpracováváním jednoho úkolu, jich kvantový vyřeší hned milion.

Počítač jako hra

Stále je to nejasné? Můžeme to zkusit taky takhle: Klasický počítač je jako akční hra. Vidíte nepřátele okolo sebe, ale už netušíte, co čeká za rohem nebo ve vedlejší budově. Abyste je objevili, musíte se vydat prozkoumat další část mapy – v tu chvíli ale ztratíte přehled o dění tam, odkud jste přišli. Kvantový počítač je jako strategie v duchu Starcraftu. Na svět se díváte hezky shora, neustále máte přehled o všech vašich i nepřátelských jednotkách na mapě a můžete v jednu chvíli útočit na několika místech najednou a ještě stavět nové budovy.

Je kvantový, nebo není?

První kvantový počítač k prodeji nabídla před pěti lety kanadská společnost D-Wave Systems. Díru do světa s ním ale neudělala. Ukázalo se, že počítač nepracuje na ryze kvantovém principu, ale řadu kvantových operací jen simuluje. Firma se dále chlubí výkonem přes 1000 qubitů. Přední odborníci přitom tvrdí, že pouhých 50 qubitů (ale bez simulací) by stačilo k sestrojení nejsilnějšího superpočítače na světě. A praxe nakonec dokázala, že je stroj D-Wave rychlejší jen u několika specifických úloh. V jiných početních operacích nepřekonal klasický počítač.

Dokáže to Google?

Mezi geeky se nyní šeptá, že nejblíž k sestrojení kvantového superpočítače bez simulací je Google. Do konce příštího roku chce dosáhnout výkonu zmiňovaných 50 qubitů. Letos v létě zaznamenal úspěch i v praxi. Podařilo se mu spočítat energii molekuly vodíku. To je přesně oblast, v níž může kvantová technologie excelovat, neboť se zdá, že chemické reakce probíhají na kvantovém principu. To, co stroj Googlu spočítal během chvilky, dává klasický počítač dohromady několik dní. Schopnost rychleji a efektivněji počítat chemické reakce může přinést revoluci v medicíně nebo vývoji supermateriálů.

Proč kvantový počítač?

Někteří vědci také věří tomu, že pomohou vytvořit mnohem lepší umělou inteligenci. Zatímco běžné stroje si neumí poradit s ničím, co nelze převést na nuly a jedničku, kvantové počítače dovedou pracovat i s úkoly, kde chybí přesné zadání. Přiznají si, že tuhle věc zkrátka neví, a počítají dál. Nakonec jako správné řešení určí to s největší pravděpodobností. Mnohem lépe si tak poradí třeba s rozpoznáváním objektů a mohou sloužit jako inteligentní bezpečnostní kamery nebo v dopravě, například u leteckých autopilotů samořídicích aut. Schopnost pracovat s mnoha údaji najednou a zahrnout do výpočtů i pravděpodobnost také umožní přesněji předpovídat počasí nebo prozkoumávat vesmír.