Kvantový superpočítač je asi opravdu kvantový

Google tomu však věří, stejně jako jeden z největších světových zbrojařských dodavatelů, společnost Lockheed Martin. Obě společnosti si jeden superpočítač D-Wave totiž pořídily.

Kvantový počítač by znamenal budoucnost matematických kalkulací, většina odborníků však nesouhlasí s tím, že by se stroj od D-Wave dal za takové zařízení považovat.

Dohady o tom, jak to vlastně je, budou pokračovat i nadále, přestože výzkumníci z Univerzity Jižní Karolíny v červnu zveřejnili studii, která prokazuje, že D-Wave má svým fungováním ke kvantovému počítači velmi blízko. Skupina výzkumníků pod vedením Daniela Lidara, profesora elektrotechniky, chemie a fyziky sdělila, že D-Wave doopravdy nefunguje na základě počítačového modelování známého jako „simulované žíhání“, který se řídí zákony klasické fyziky.

Práce výzkumníků s názvem Experimental Signature of Programmable Quantum Annealing (Experimentální signatury programovatelného kvantového žíhání) se objevila v akademickém žurnálu Nature Communications. Podle Lidara jejich výzkum prokazuje silnou shodu mezi funkcí počítače D-Wave a kvantovým žíháním.

V klasickém počítači ukládá jednotlivé bity informací transistor. Pokud je zapnut, představuje jedničku, pokud vypnut, představuje nulu. Oproti tomu kvantové počítače využívají quibity, které mohou představovat jedničku i nulu zároveň, takže kvantový počítač může vyřešit zadané problémy mnohem rychleji.

Podle společnosti D-Wave obsahuje jejich počítač 512 supervodivých okruhů, které jsou chlazeny téměř k absolutní nule. Pokud je stroji zadán úkol, použije sadu algoritmů ke zmapování výpočtů mezi qubity a poté provede požadovaný výpočet.

Práce vědců z Univerzity Jižní Karolíny nás sice přiblížila o kousek k pochopení toho, jak D-Wave funguje, ale Lidar se svým týmem stále ponechávají místo pro pochybnosti a otázky. Jediné, co potvrdili s jistotou je, že D-Wave nefunguje na obvyklém principu simulovaného žíhání. Podle Lidara simulované žíhání funguje tak, že vyhledává nejnižší bod „chozením přes vrcholy“ nahoru a dolů, dokud ho nenajde. Kvantové žíhání místo „šplhání po horách“ využívá takzvaného tunelování a chodí přímo skrze ně. „Je to jako kvantová zkratka,“ řekl. Lidar. Lidar je opatrný a netvrdí, že se svým týmem dokázali, že D-Wave kvantové žíhání používá. Jeho způsob fungování je tomu však velmi podobný.

I kdyby však výzkumníci dokázali, že zařízení  tímto způsobem pracuje, stále by to neznamenalo, že se doopravdy jedná o kvantový počítač. Vědecká komunita si totiž pod tímto spojením představuje spíše „univerzální kvantový počítač,“ který dokáže zvládnout jakýkoliv úkol.

D-Wave tímto způsobem však nefunguje, je totiž navržen tak, aby si dovedl poradit s konkrétními výpočty. Podle Lidara by však mohl být tento koncept teoreticky k postavení univerzálního kvantového počítače využit.

Ať už se to má s D-Wave jakkoliv, to, že se jedná o užitečné zařízení rozhodně popřít nelze. „Věříme, že kvantové počítače mohou pomoci vyřešit některé z nejsložitějších problémů počítačové vědy. Především v oboru strojového učení,“ napsal Hartmut Neven, technický ředitel Googlu.