Pozornosť médií a zákazníkov má aktuálne najmä generatívna umelá inteligencia a veľké jazykové modely. Veľký pokrok však dosahujú aj kvantové počítače. Martin Švík, technologický viceprezident IBM pre severnú, strednú a východnú Európu, vysvetľuje, ako obe oblasti súvisia a aké zmeny v spoločnosti rozvoj „kvanta“ prinesie.
Pred časom som robil rozhovor so šéfom projektu Iter, ktorý stavia fúzny reaktor, takzvaný „tokamak.“ O projekte sa hovorí už desaťročia, a stále sa odsúva. Ako sú na tom kvantové počítače, blíži sa už ich nástup?
(smeje sa). Nie, toto nie je ďalší tokamak. V oblasti kvanta sa toho v posledných rokoch udialo veľmi veľa. Prvý komerčný kvantový počítač uviedla IBM v roku 2016. Dnes ich už existujú rádovo vysoké desiatky po celom svete a aj prvé reálne implementácie. V novembri 2023 predstavila IBM experimentálny čip Codor s 1 121 qubitmi. Výkonnosť čipu pre kvantový počítač sa meria asi štyrmi metrikami, počet qubitov je jedna z nich. Počítač z roku 2016 mal päť qubitov. Z výpočtovej sily dva na piatu sme sa za osem rokov dostali na dve na 1 121-tu-, čo je už skutočne strašne veľa, oveľa viac ako molekúl vo vesmíre.
Čo hovoria ďalšie metriky?
Meria sa ešte rýchlosť prechodu kvantovým obvodom aj kvalita qubitov. Aj z tohto pohľadu kvantové počítače šialene zrýchľujú. Len od minulého roka sa parameter prechodov kvantovými obvodmi (circuit loops per second) zlepšil asi 20-krát, a asi tisíckrát sme zlepšili opravu takzvanej kvantovej chybovosti. Asi 5-krát sme vďaka paralelizácii zrýchlili priechod programu . Krivka nástupu je extrémne strmá,exponenciálna.
Treba tiež povedať, že existujú rôzne typy kvantových počítačov, najmä fotonické, spin qubitové, založené na iontových pasciach a supravodivé. My v IBM robíme tie supravodivé, to sú tie najzložitejšie, ale aj najvšeobecnejšie. Ostatné sú v podstate istou subdoménou. Výzvou v supravodivej technológii je, že musíte mraziť čip blízko úrovne absolútnej nuly, až potom ste schopní nastavovať stavy na sfére qubitu. Aktuálne je technológia pri teplote 15-16 milikelvinov, a vtedy je už qubit relatívne stabilný.
Ako sa vyvíja odstraňovanie kvantovej chybovosti?
Vďaka tomu, že qubitov už máme v čipe asi tisíc, je stále relatívne vysoká pravdepodobnosť, že niektorý skolabuje. V takom prípade musíte „zbehnúť“ proces opäť. Aplikujú sa tu rôzne algoritmy umelej inteligencie a ďalšie postupy, aby sa došlo k správnemu výsledku.
Ako rastie svetový ekosystém kvantových počítačov?
Dramaticky. Vlani na jeseň bol americký prezident Joe Biden na návšteve vo výskumnom centre IBM a firma oznámila investíciu 20 miliárd dolárov do polovodičov, čipov a kvantových počítačov. Pred mesiacom otvorila IBM prvé kvantové dátové centrum v Európe v Mníchove. Ekosystém kvantových počítačov má už asi tristo členov,vrátane akademických organizácií, aj zástupcov komerčného sektora. Z pohľadu výpočtovej sily môžeme povedať, že všetky kvantové počítače, ktoré má IBM aktuálne prístupné v cloude, už majú viac ako sto qubitov.
Niektoré problémy vedci skúšajú riešiť hybridným spôsobom, ktorý spája počítače a kvantové počítače. Myslím, že tento prístup bude mať najväčšiu šancu nachádzať inovácie.
Čo to znamená pre prax?
Je známy výrok viceprezidenta IBM Jay Gambettu, že ak nepoužívate aspoň sto qubitov, nerobíte kvantové počítanie. Existuje totiž teoretická šanca, že asi do 35 qubitov je možné kvantové počítače nasimulovať na grafických kartách. To už ale hovoríme o stovkách tých najvýkonnejších grafických kariet. Nad 45 qubitov, pripomínam, hovoríme o mocnine dvojky, už neexistuje žiadny počítač na svete, ktorý by to nasimuloval. Vo firme máme plán do roku 2033 a od roku 2016 ho stále prekonávame. Hovorí, že v roku 2033 by IBM mala vyrobiť kvantový počítač so 100-tisíc qubitmi.
