Google hlásí průlom ve vývoji kvantových počítačů. Brzy začnou s vývojem nových typů léků a baterií
- Google oznámil průlomový výzkum potvrzující praktické využití kvantových počítačů díky novému algoritmu
- Algoritmus běží na čipu Willow a dosahuje výkonu 13 000× rychlejšího než nejlepší klasické algoritmy na superpočítačích
- Experimenty naznačují, že kvantové počítače mohou zásadně změnit výzkum molekul, částic i vývoj léčiv
Společnost Google oznámila významný milník v oblasti kvantových technologií. Díky svému čipu Willow, představenému v loňském roce, se podařilo provést výzkum, který podle Googlu potvrzuje možnost reálného nasazení kvantových počítačů. Nový algoritmus Quantum Echoes, popsaný ve studii publikované v prestižním časopise Nature, představuje první ověřitelný důkaz tzv. kvantové převahy při běhu algoritmu Out-of-Order Time Correlator (OTOC).
Jak funguje Quantum Echoes
Základní princip kvantových počítačů spočívá v práci s qubity, které – na rozdíl od klasických bitů reprezentujících 0 nebo 1 – mohou existovat ve více stavech současně. To otevírá cestu k zcela novému typu výpočtů, které by mohly odhalit hlubší pochopení kvantových jevů v přírodě.
Algoritmus Quantum Echoes umožňuje pozorovat, jak mezi sebou různé části kvantového systému interagují, a to způsobem, který lze opakovat i na jiných kvantových počítačích. Google tvrdí, že nový přístup je 13 000krát rychlejší než nejlepší klasický algoritmus běžící na jednom z nejvýkonnějších superpočítačů světa.
Princip „odrazu“ v kvantovém systému
Název Quantum Echoes odkazuje na způsob, jakým algoritmus komunikuje s kvantovým systémem – v tomto případě s čipem Willow. „Do systému posíláme pečlivě navržený signál, narušíme jeden qubit a následně přesně zvrátíme vývoj signálu, abychom mohli naslouchat ‘echu’, které se vrací,“ vysvětluje Google.
Tento „odražený“ signál je zesílen díky konstruktivní interferenci kvantových vln, což umožňuje extrémně citlivé měření. Právě tato citlivost by mohla mít zásadní význam pro modelování interakcí částic nebo struktury molekul.
Experimenty potvrzují přesnost
Ve spolupráci s University of California, Berkeley provedl Google experiment, který měl demonstrovat praktické využití algoritmu. Pomocí Quantum Echoes analyzoval dvě různé molekuly a výsledky porovnal s metodou NMR (nukleární magnetická rezonance), kterou vědci běžně používají k určení chemické struktury látek.
Výsledky obou metod se shodovaly, přičemž Quantum Echoes dokonce odhalil informace, které běžně pomocí NMR nelze získat. Tento výsledek podle Googlu dokazuje, že kvantové výpočty mohou přinést nové poznatky i v oblastech, které jsou již dobře prozkoumány.
Kvantová budoucnost je na dosah
Google věří, že výzkum algoritmu Quantum Echoes představuje zásadní krok směrem k praktickému využití kvantových počítačů. Ačkoliv do plnohodnotného nasazení těchto technologií zbývá ještě několik let, společnost odhaduje, že první reálné aplikace by mohly vzniknout do pěti let.
V dlouhodobém horizontu by mohly kvantové počítače sloužit k vývoji nových léčiv, objevování chemických sloučenin, simulaci chování částic nebo tvorbě pokročilých bateriových materiálů.
