V České republice byl nedávno uveden do provozu první kvantový počítač, známý jako VLQ, který disponuje 24 supravodivými qubity. Tento revoluční přístroj funguje v rámci národního superpočítačového centra IT4Innovations, které sídlí na Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava. V rámci projektu mají vědci a výzkumníci možnost bezplatně využívat výpočetní čas kvantového počítače pro své projekty, což představuje významný krok vpřed v oblasti kvantových technologií v České republice. V prvním kole bylo vybráno 16 projektů, které zahrnují různé výzkumné úkoly, a účastníci získávají cenné zkušenosti s tímto moderním hardwarem. První úlohy zahrnují nejenom detekci falešných nahrávek, ale také snahu o porozumění komplexním molekulárním strukturám.
Využití kvantového počítače v praxi
Jedním z výzkumníků, kteří mají přístup k tomuto unikátnímu stroji, je Michal Belina z IT4Innovations. Ten popisuje, jak pracuje s kvantovými algoritmy pomocí standardního programátorského IDE. Pro vývoj kvantových algoritmů využívá jazyk Python a specializované knihovny pro kvantové počítání, které mu umožňují vytvářet kvantové obvody a operace. Na základě těchto algoritmů poté generuje instrukce pro konkrétní kvantový hardware, což je v tomto případě VLQ. Tyto instrukce mají podobu mikrovlnných pulzů, které následně spouští v IDE nebo přes příkazový řádek. Po určité prodlevě, která závisí na délce algoritmu a vytíženosti počítače, obdrží výsledky, které mohou mít různé aplikace, například v oblasti energetických sítí.
Mezi projekty, které se na kvantovém počítači VLQ realizují, se nachází i projekt QUASION. Ten se zaměřuje na spojení umělé inteligence s návrhem a optimalizací kvantových algoritmů. V rámci tohoto projektu se vědci snaží posunout možnosti vývoje kvantového softwaru od ručního návrhu k metodám, které umožňují AI automaticky hledat a optimalizovat nové struktury kvantových obvodů. Tento přístup je obzvlášť důležitý, protože s rostoucím počtem qubitů a složitostí algoritmů se značně zvětšuje prostor pro možné kvantové obvody. Navržení těchto obvodů však musí brát v úvahu omezení současných kvantových procesorů, jako jsou topologie propojení qubitů a dostupné kvantové brány.
Budoucnost kvantového počítání v Česku
Vědci z Fakulty elektrotechniky a informatiky VŠB-TUO se proto zaměřují na vývoj metod, které budou automaticky generovat a optimalizovat kvantové obvody podle specifických úloh a cílového kvantového procesoru. Hodnocení těchto obvodů zahrnuje nejen správnost výsledků, ale také komplexnost kvantových operací a jejich odolnost vůči šumu. Tímto způsobem mohou vědci efektivněji využívat kapacity kvantového počítače a posunout tak hranice toho, co je možné realizovat v oblasti kvantového výpočtu. Tento pokrok by mohl mít dalekosáhlé důsledky pro různé oblasti vědy a techniky, včetně chemie, fyziky a informatiky. Vzhledem k rychlému vývoji v oblasti kvantových technologií je pravděpodobné, že Česká republika bude hrát stále důležitější roli v globálním výzkumu a vývoji kvantových počítačů.
