Článek
V chladné místnosti je několik skřínek s blikajícími světýlky a obrazovkami. A mezi nimi zvláštní bílý ovál, zavěšený na kovové konstrukci. Laikovi to může připomenout jak sci-fi filmy, tak černobílé fotografie prvních počítačů, které zabíraly celou místnost, ačkoli výkonem by dnes zdaleka nestačily ani obyčejnému mobilnímu telefonu.
Jde o kvantový počítač VLQ. Jeden z prvních v Evropě. Ani v národním superpočítačovém centru v kampusu Vysoké školy báňské - Technické univerzity Ostrava takový stroj dosud neměli.
Ačkoli se na první pohled zdá veliký, ve skutečnosti se kvantový počítač vejde do dlaně „To, co vidíte, je v podstatě jen obslužné zařízení. Samotný počítač zabírá hodně málo. A čip, na kterém realizujeme výpočty, je velice maličký,“ říká Vít Vondrák, ředitel superpočítačového centra.
Ten je vystavený ve vitrínce o kus dál. Procesor s čipem připomíná jakýsi zlatý amulet s černým čtverečkem uvnitř. Velikostí jej opravdu předčí i zmíněný mobilní telefon.
Právě na tomto malém prostoru se ale děje to zásadní. Zatímco běžné počítače pracují s jednotkou bit, jehož hodnota může být buď nula, nebo jedna, v kvantových počítačích je základní jednotkou takzvaný qubit. A jeho stav může být nula, jedna, nebo jakákoli jiná kombinace těchto dvou čísel.
Absolutní nula
Úlohy, které trvají na běžném počítači dlouho nebo se musí zjednodušovat, jsou tyto počítače tedy schopné vyřešit ve velmi krátkém čase. „Opravdu se bavme o tom, že jsme schopni zkrátit týdny a měsíce na minuty,“ říká ředitel centra Vondrák.
Aby ale takto počítač fungoval, je nutné čip zchladit na velice nízkou teplotu. A to opravdu velmi, velmi nízkou. Tak blízko absolutní nule, jak to jen jde. „Kvantového jevu se dosahuje tím, že dosáhneme téměř absolutní nuly, což je -273,15 stupňů Celsia. Což je nedosažitelná hodnota. My se pohybujeme na -273,14 stupňů,“ říká Vondrák.
Bez přehánění tedy lze říct, že jakmile je počítač v provozu, nachází se v Ostravě jedno z nejstudenějších míst ve vesmíru. Jen pro ilustraci: podle vědců se vůbec nejnižší teplota přirozeně vyskytuje v mlhovině Bumerang pět tisíc světelných let od Země. I tam je ale o stupeň vyšší než na kvantovém čipu v Ostravě.
Vyvinout takto nízkou teplotu ale není snadné. Zásadní roli při tom hraje zařízení připomínající jakýsi zlatý lustr, které počítač obklopuje. Právě to se schovává v bílém oválu uprostřed místnosti. „Je to kryostat. Tedy jakási lednička,“ představuje Vondrák.
Výroba léků i prolomení šifer
Počítač do Ostravy dodala společnost IQM Quantum Computers se sídlem ve Finsku. Stál 125 milionů korun. Z poloviny jej financoval Evropský společný podnik pro vysoce výkonnou výpočetní techniku a na zbytku se podílelo konsorcium LUMI-Q, ve kterém Česko spolupracuje s Belgií, Dánskem, Finskem, Nizozemskem, Norskem, Polskem či Švédskem.
I proto by měl počítač sloužit institucím či podnikům napříč Evropou. Primárně ale bude využíván pro výzkum. Nyní například vědci plánují analyzovat atmosférické změny v satelitních snímcích. „Kvantové počítače ale zasahují do všech oborů. Finančnictví, zdravotnictví, nové materiály, obrana, kryptografie,“ vyjmenovává Vondrák.
„Snem je, že by kvantové počítače přispěly k návrhům léků,“ dodává. Vývoje léčiv by podle něj mohlo další zdokonalování a rozšiřování těchto počítačů značně urychlit, stejně tak jako vývoj umělé inteligence.
Jak to ale u velkých vynálezů bývá, s velkým objevem se nesou i rizika. Kvantový počítač může teoreticky sloužit i jako kybernetická zbraň - jelikož je o poznání výkonnější než běžné počítače, snáze prolomí jejich zabezpečení. „Kvantové počítače ale vedou i k tomu, aby se vyvinuly post-kvantové šifry, které už nepůjdou prolomit,“ zdůrazňuje Vít Vondrák.
Potenciál dalšího vývoje je ale podle odborníka obrovský a lidé jsou ve výzkumu kvantového počítače teprve na začátku. Není tedy vyloučené, že podobně jako se zmenšovaly běžné počítače do velikosti, kdy si je může pořídit každý domů, se stanou časem takto rozšířenými i kvantové stroje.
