Firma IBM nabídla svůj kvantový počítač k vyzkoušení veřejnosti

Kvantový počítač D-wave One
Kvantový počítač D-wave One
Tento kvantový počítač se jmenuje The IBM Quantum Experience, má výpočetní kapacitu 5 qubitů a pracuje v režimu cloudu. Připojit se k němu bude moci v principu kdokoliv a to přes zvláštní webové rozhraní. Uživatel ale bude muset přesně vědět, co dělá, protože činnost kvantového počítače se velmi liší od činnosti počítačů klasických.

Uživatel bude moci na The IBM Quantum Experience spouštět své algoritmy a experimenty, simulace a výukové programy. Bude moci dokonce pracovat i s jednotlivými qubity. Musí však vědět, že dnešní kvantové počítače nejsou standardními stroji pro zcela jakýkoliv druh výpočtů.

Spíše se svým způsobem podobají počítačům analogovým, i když aktuální kvantový počítač IBM je zřejmě univerzálnější než všechny předchozí kvantové počítače. Zmíněná cloudová služba proto spíše poslouží výzkumníkům a vědcům z daného oboru, avšak i pokročilým studentům, studujícím danou problematiku.

Každý zájemce si bude muset osvojit vlastnosti ovládacího rozhraní této cloudové služby (IBM Cloud Bluemix platform), bude muset počkat, až na něj v rámci omezené výpočetní kapacity resp. omezeného počtu kreditů zvaných Q-coins dojde řada a bude se muset naučit speciálnímu programovacímu jazyku.

Tento jazyk podle pracovníků IBM poněkud připomíná notový zápis a tvorba programů v něm se podobá skládání hudby. Jednotlivé příkazy musí uživatel do programu přidávat podobným způsobem, jakým se přidávají jednotlivé symboly do notového zápisu hudby.

Samotný kvantový počítač je fyzicky uložen v rámci objektu IBM, který se nachází v New Yorku. Zařízení obsahuje supravodivé obvody a jeho hlavní část je trvale udržována v podchlazeném stavu s extrémně nízkou teplotou 15 miliKelvinů, aby mohl kvantový procesor spolehlivě fungovat jak má, tedy podle kvantových zákonů.

Technologie kvantových počítačů je obecně teprve na samém začátku a skutečně fungující stroje tohoto typu zatím nemohou soupeřit se svými klasickými digitálními protějšky. Jakmile se tak však stane, což bude někdy v době, kdy počet qubitů kvantových počítačů dosáhne čísla 50, možnosti kvantových počítačů v jistých ohledech skokově překonají schopnosti dnešních superpočítačů.

Dnešní kvantové počítače také samovolně produkují velké množství chyb. Jsou totiž velmi citlivé na různé fyzikální poruchy, a proto musejí být vybaveny speciálním mechanismem na jejich opravování, což není jednoduché zařídit. Podle nedávných zpráv se však právě u aktuálního veřejně dostupného kvantového počítače IBM pracovníkům této firmy povedlo příslušný korekční mechanismus vytvořit.


Principy kvantového počítání: Kvantové procesory fungují jinak než procesory v našich počítačích, založených na klasické, nekvantové fyzice. Normální digitální klasický procesor pracuje s ostrým stavem, který odpovídá buď nule, nebo jedničce, tedy s jedním tzv. bitem. Tomu odpovídá u kvantového počítání neostrý kvantový stav, který může být s určitou pravděpodobností v podstatě v jednom i v druhém stavu zároveň. Tento kvantový stav je popsán velkou sadou čísel, které se souhrnně říká vlnová funkce. Kvantové počítače proto umějí provést jednu operaci s velkým počtem různých hodnot zároveň. Díky tomuto faktu jsou nesrovnatelně rychlejší než počítače klasické, avšak popsané operace jsou většinou svým způsobem specifické. Často odpovídají úlohám modelování určité situace z mikrosvěta. Kvantové výpočetní systémy lze ovšem použít s výhodou i v kryptografii, tedy k prolamování šifer, v oblasti prohledávání databází nebo v oblasti předpovědi počasí. Jednotce, ve které se tento kvantový stav čili vlnová funkce řízeně mění, se potom říká qubit - kvantový bit. Qubit je vlastně složitější kvantovou obdobou klasického výpočetního bitu, tedy výpočetního registru se stavem 0 nebo 1.

Zdroje: The IBM Quantum Experience, IBM Research, MIT Technology review, IEEE Spectrum, Mashable, Wired, Silicon Living, Forbes, Futurism, TechXplore, Engadget, Ars Technica, PC World, Youtube 1, Youtube 2, Youtube 3