Kvantové technologie na hranici

Pavel Houser , 17. prosinec 2017 06:30 0 komentářů
Kvantové technologie na hranici

50 qubitů jako hranice? Kdy kvantové systémy překonají klasické superpočítače? V posledních několika měsících byla oznámena řada možná přelomových novinek v oblasti vývoje kvantových počítačů. Výsledky jsou velmi nadějné, i když těžko odhadnout, v jaké šíři bude technologie přijata dejme tomu za 10 let.

Qubity, simulátory, jazyky...

Firmou, která v posledním cca roce a půl svůj pokrok na poli kvantových technologií propagovala nejvíce, je IBM. Jak jsme na ITBiz.cz opakovaně psali, IBM zpřístupnila svůj kvantový počítač i dalším zájemcům, aby si zde mohli vzdáleně zkoušet své algoritmy. Další novinky se týkaly např. kvantových počítačů pro provádění simulací v chemii.

V listopadu pak IBM představila kvantový počítač s až 50 qubity (kvantovými bity). Tento systém by se již měl pohybovat kolem výkonu současných superpočítačů, možná je i překonat – v principu totiž výpočetní výkon kvantových počítačů může růst s počtem qubitů až exponenciálně. Problém je v tuto chvíli ale v tom, že provázaný stav vydrží relativně krátkou dobu (zlomek sekundy – v tomto případě 90 mikrosekund, což je mimochodem také rekordní hodnota), pak je třeba zařízení k výpočtu opět připravit. Doba trvání výpočtu bude možná nakonec více limitující překážkou než samotný počet qubitů.

Nicméně na počet qubitů se výzkumníci v poslední době zaměřují s oblibou. Těsně před oznámením IBM vyšel v Nature Physics článek vědců z Quantum Engineering and Technology Labs v Bristolu. Zabývali se problémem tzv. vzorkování bosonů (boson sampling), což je speciální případ úlohy, která byla navržena tak, aby zde kvantový počítač dominoval nad těmi klasickými již při 20–30 qubitech reprezentovaných fotony.

Samotná úloha není prakticky příliš významná, měla spíše demonstrační účel. Zajímavé je, že se však nakonec kvantový algoritmus s 20 qubity podařilo simulovat na obyčejném notebooku a 30 qubitů na univerzitním serveru. Novou přelomovou hranici odhadli autoři výzkumu nezávisle na IBM na 50 qubitů. Jiný odhad, tentokrát z ETH Curych, hovoří o tom, že stačit by mohlo qubitů už 45.

Viz také: Jak masově vyrábět kvantové počítače

Pokud jde o vývojáře kvantových algoritmů, ti mají k dispozici i stále pokročilejší simulátory – nakonec pro programátora, který do nějakého rozhraní zadá svůj kód, příliš nemusí záležet na vlastním fyzickém způsobu jeho realizace.

První komerčně dostupný systém schopný simulovat až 40 qubitů představila společnost Atos. Současně byl oznámen programovací jazyk aQasm, který má být univerzální právě v tom smyslu, že je určen stejně tak k použití na kvantovém simulátoru, kvantových akcelerátorech nebo fyzických kvantových počítačích.

Viz také: Simulace kvantového počítače se 40 qubity

Další zajímavou novinkou v oblasti kvantového počítání jsou výsledky vědců z Los Alamos publikované v Nature Photonics. Autorům výzkumu se podařilo vytvářet jednofotonové emise, navíc při pokojové teplotě. Tímto způsobem lze v kvantových počítačích jednoznačně přiřazovat informaci konkrétní částici (žádná duplicita/šum), v kvantové kryptografii pak dokážeme zaručit, že s šifrovacím klíčem posílaným opravdu nikdo nemanipuloval (pokud stejný bit v šifrovacím klíči nese více fotonů, může při odposlechu na lince narušitel některý z nich ukradnout; důvěra v to, že útočník se nezmocní klíče, pak stojí na statistice).

Konkrétní realizace jednofotonové emise probíhá pomocí uhlíkové nanotrubičky, kterou ozáříme laserem. Laserový pulz vybudí elektron k přechodu na vyšší energetickou hladinu a ten pak při seskoku zpět vyzáří potřebný foton. Aby uhlíková nanotrubička proces zvládla s potřebnými parametry, musí navíc obsahovat speciální defekty. Aktuálně se využívá stočených vrstev uhlíku o tloušťce jednoho atomu, do nichž jsou dodány molekuly benzenu.

Zdroj: Matfyz.cz, Kvantech.blogspot.cz, IBM, Phys.org a další


Komentáře

RSS 

Komentujeme

Hluboké učení prý obecnou umělou inteligenci nevytvoří

Pavel Houser , 23. leden 2018 06:30
Pavel Houser

Argumenty pro skepsi sice existují, ale nejsou rozhodně neprůstřelné. Gary Marcus, bývalý ředitel la...

Více








RSS 

Zprávičky

Soul reguluje obchod kryptoměmani, bitcoin oslabil o 7,5 %

ČTK , 23. leden 2018 17:36

V Jižní Koreji se denně uskuteční až 20 % všech transakcí s bitcoiny. ...

Více 0 komentářů

Přenesení čísla při změně operátora se od února zkrátí na 10 dnů

ČTK , 23. leden 2018 13:39

Novela zákona rse ovněž dotkla například prodlužování smlouvy na dobu určitou. ...

Více 0 komentářů

Tržní kapitalizace Netflixu překročila 100 miliard dolarů

ČTK , 23. leden 2018 09:43

Internetové televizi Netflix se v posledním loňském čtvrtletí podařilo získat o téměř dva miliony př...

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Švýcarský fond chce vydat kryptoměnu krytou průmyslovými kovy

ČTK , 23. leden 2018 08:00

Tiberius nebude první měnou krytou aktivy. Například singapurská digixGlobal a ruská goldmint jsou p...

Více 0 komentářů

Firmy ohrožují zranitelnosti v USB tokenech

Pavel Houser , 22. leden 2018 15:24

Útočníkům stačí pouze provést sken dané sítě a najít otevřený port 1947. Ten jim pak umožní získat v...

Více 0 komentářů

Richemont nabízí 2,8 miliardy eur za zbytek internetového prodejce YNAP

ČTK , 22. leden 2018 13:21

Nabídka ohodnocuje YNAP na 5,3 miliardy eur. Spotřebitelé si zvykli kupovat přes internet i dražší z...

Více 0 komentářů

Operátor ICT chystá vznik celopražského úložiště dat

ČTK , 22. leden 2018 12:51

Na platformu budou napojeny různé senzory, např. chytré lampy. Shromažďována budou data ze záchytnýc...

Více 0 komentářů