Google oznámil vítězství v souboji počítačových titánů. Stojíme na prahu kvantové nadřazenosti?

Kvantový počítač D-wave One
Kvantový počítač D-wave One

Společnost Google minulý týden v časopise Nature vydala článek, ve kterém tvrdí, že dosáhla technologického milníku pojmenovaného v angličtině quantum supremacy, tedy kvantová převaha. Kvantový počítač Googlu údajně spočítal jednu konkrétní úlohu za dobu o několik desítek řádů kratší, než za jakou by to zvládl nejsilnější superpočítač klasického typu.

Bit versus qubit

Klasické počítače pracují se základní jednotkou informace, takzvanými bity, které tvoří buď jednička, nebo nula. Tedy každému svému úkonu přiřazují hodnotu buď 1, nebo 0. Kvantové počítače naproti tomu umí pracovat s několika hodnotami najednou – s takzvanými kvantovými bity (qubity), které mohou obsahovat zároveň kombinaci nul a jedničky.

„To si lze dobře představit na známém konceptu Schrödingerovy kočky, která je až do otevření krabice zároveň živá i mrtvá,“ vysvětluje Jan Fikar z evropského výzkumného centra CEITEC v Brně, přispěvatel technologického magazínu Root.cz. „V každém qubitu je skrytá taková kočka. Kvantový počítač od Googlu má 53 qubitů.“

246 vteřin, 60 hodin nebo 10 tisíc let?

Pro experiment vědci vybrali úlohu vzorkování kvantového náhodného obvodu, jejíž vyřešení kvantový počítač Googlu zvládl za 246 vteřin. Google tvrdí, že současný nejsilnější superpočítač by stejnou úlohu zvládl za 10 tisíc let. Společnost IBM, která tento superpočítač sestavila, ale na svém blogu oponuje, že mu to trvalo jen dva a půl dne.

Nejlepším superpočítačem světa je v současnosti IBM Summit v Americe, který má 2,4 milionu procesorů. Google svůj výpočet testoval na třicátém nejrychlejším superpočítači v německém Juelichu se 100 tisíci procesory a výsledek pak zobecnil pro superpočítače s milionem procesorů.

Kvantová převaha? Ne tak docela…

„Pro danou úlohu existuje rychlý Schrödingerův algoritmus, ten se ovšem pro více než 50 qubitů nevejde ani do operační paměti superpočítače Summit. Google tedy použil úspornější, ale pomalejší Schrödinger-Faynmanův algoritmus, a tím došel k údaji 10 tisíc let,“ vysvětluje vědec, jak došlo k rozporu mezi údaji IBM a Googlu.

Ani IBM ovšem nevyřešilo úlohu zcela čistě. Pomohli si trikem, kdy část dat ukládali a zase načítali z disku, díky čemuž mohli použít rychlejší Schrödingerův algoritmus a jejich počítač Summit tak výpočet zvládl za dva a půl dne.

Přestože se v této jedné úloze výkon kvantového počítače pohybuje na hraně možností nejrychlejšího superpočítače, neznamená to, že jde nutně o kvantovou převahu. Kvantové počítače totiž vynikají jen v určitých úlohách, nejsou tak univerzální jako ty klasické.

Spustit audio
autoři: Vladimír Kroc, Anna Duchková|zdroj: Český rozhlas

Související