Spoločnosť Google dosiahla mimoriadny pokrok v oblasti kvantových počítačov. Na svojom čipe Willow s kapacitou 105 qubitov sa im prvýkrát podarilo vykonať výpočet, ktorého presnosť bola overená experimentálnym meraním. Tento prielom bol dosiahnutý prostredníctvom výpočtu molekulárnej štruktúry, pričom kvantový počítač zvládol túto úlohu až 13 000-krát rýchlejšie ako momentálne najvýkonnejší superpočítač Frontier.
Výsledky, ktoré menia pravidlá hry
Jednou z hlavných výhrad voči kvantovým počítačom bol doteraz problém s ich praktickou aplikáciou. Predchádzajúce demonštrácie rýchlosti a výkonu týchto zariadení sa často spoliehali na špecificky navrhnuté algoritmy, ktorých výsledky nebolo možné konzistentne overiť. V tomto prípade však Google demonštroval reálnu aplikáciu svojho kvantového čipu Willow výpočtom molekúl so 15 a 28 atómami. Tieto výsledky boli následne overené metódou jadrovej magnetickej rezonancie (NMR), pričom sa potvrdila ich presnosť a zároveň boli objavené nové informácie, ktoré tradičná NMR metóda neposkytuje.
Inovácie spoločnosti Google sa opierajú o radikálnu novú metodológiu nazvanú „Quantum Echoes“. Tento postup spočíva vo vykonaní pseudonáhodných operácií, počas ktorých sa jemne zmení jeden qubit, a následnom spätnom vykonaní týchto operácií. Výsledný „echo efekt“, ktorý ostane v systéme, možno presne zmerať, čím sa dosiahne opakovateľnosť výsledkov a ich overiteľnosť.
Kroky vpred, no stále s výzvami
Rýchlosť, ktorú kvantový čip Willow demonštroval – dva hodinové výpočty, ktoré by Frontier vykonával celé tri roky – je obrovský posun. Napriek tomu kvantové počítače nie sú ešte pripravené nahradiť univerzálne superpočítače. Willow, rovnako ako ostatné kvantové čipy, zatiaľ zostáva na úrovni základného výskumu a jeho praktické nasadenie bude vyžadovať stroje so státisícmi až miliónmi qubitov, ako aj riešenie problémov s extrémnym chladením a stabilitou qubitov.
Kvantové počítače majú potenciál spôsobiť revolúciu v oblastiach ako medicína, farmaceutický výskum, chemická syntéza či materiálové inžinierstvo. Modelovanie molekúl na kvantovej úrovni otvára nové možnosti pre vývoj cielenejších liekov, rýchlejšiu identifikáciu príčin chorôb a simulácie reakcií liečiv na proteíny či bunky. Podobné prínosy by mohli podporiť aj navrhovanie revolučných materiálov, ako sú efektívnejšie batérie alebo odolnejšie zliatiny.
Budúcnosť využitia vo vede a priemysle
Okrem medicíny a materiálovej vedy sa počíta s využitím kvantových počítačov pri modelovaní klimatických zmien, predpovedaní počasia či riešení komplexných logistických optimalizácií. Zároveň predstavujú významnú výzvu aj pre kryptografiu, keďže môžu prelomiť súčasné šifrovacie metódy a zároveň umožniť vývoj nepreniknuteľných šifrovacích systémov.
Súčasný úspech Googlu preto dokazuje, že kvantové počítače nie sú technologickou slepou uličkou. Aj keď ich vývoj je ešte len na začiatku, ich potenciál by mohol zmeniť paradigmu riešenia zložitých problémov vo vede, priemysle a každodennom živote. Zostáva však ešte dlhá cesta, kým sa stanú štandardným nástrojom v moderných technológiách.
