Kvantoví inženýři rádi vyprávějí příběh o tom, jak stroj se 300 qubity může zároveň pojmout více informace, než kolik je odhadované množství částic ve vesmíru. Mikhail Lukin z Harvard University a jeho spolupracovníci nedávno postavili stroj s více než 3 tisíci qubity, tedy více než 10krát kvantovější.
Neméně zajímavé ale je, že stroj Lukinova týmu může pracovat nepřetržitě čili v reálu déle než dvě hodiny. Badatelé tím prorazili celou řadu technických obtíží a učinili významný krok směrem ke kvantovým superpočítačům, které by měly přinést revoluci v mnoha oborech vědy, ale také třeba v medicíně nebo financích.
Jak sebevědomě prohlašuje Lukin, s kolegy sice rozchodili a po nějakou dobu udrželi v provozu kvantový systém se 3 tisíci qubity, ale je prý jasné, že podobným postupem bude možné pracovat i s mnohem větším množstvím qubitů. Zcela nedávno jsme na OSLU psali o kvantovém systému se 6 100 qubity, ten ale na Caltechu udrželi v chodu méně než 13 sekund.
U konvenčních počítačů to funguje tak, že zdvojnásobení počtu bitů znamená zdvojnásobení výpočetního výkonu. U kvantových počítačů je to podstatně více vzrušující. Přidávání qubitů zvyšuje výpočetní sílu systému exponenciálně, kvůli kvantovému provázání, entanglementu.
Nový systém je založený na neutrálních atomech, které se v současnosti jeví jako jedna z nejslibnějších platforem pro kvantové počítače. Problémem je ztráta atomů, při které mizí qubity i s uloženou informací. Doposud to vědce nutilo po každém experimentu zastavit, doplnit atomy, restartovat systém a začít znovu.
Lukin a spol. vyvinuli technologii, která průběžně a velmi rychle doplňuje potřebné atomy pomocí „dopravníkových pásů optické mřížky“ a optických pinzet, což jsou systémy tvořené velmi přesně koncentrovanými lasery. Jejich systém dokáže doplnit až 300 tisíc atomů za sekundu. Za více než dvě hodiny testovacího provozu to bylo přes 50 milionů nahrazených atomů. Teoreticky by tento systém mohl fungovat do nekonečna. Kvantové systémy se pěkně rozjíždějí.
Video: Mikhail Lukin: “Exploring Quantum Computing Frontier with Programmable Atom Systems”
Literatura
Uvězněné světlo uskladňuje v krystalu qubity
Autor: Dagmar Gregorová (30.06.2010)
Kvantoví inženýři uspěli s teleportací logického qubitu odolnou vůči chybám
Autor: Stanislav Mihulka (03.10.2024)
Fyzici vytvořili první plně mechanický a funkční qubit
Autor: Stanislav Mihulka (16.11.2024)
Google vypustil kvantový čip Willow. Počítá v paralelních vesmírech?
Autor: Stanislav Mihulka (11.12.2024)
Rekordní kvantová soustava má 6 100 qubitů
Autor: Stanislav Mihulka (26.09.2025)
Diskuze:
Logický qbit
F M,2025-10-05 14:05:19
Také o tom toho mnoho nevím.
Snad celý článek, číst nebudu https://arxiv.org/abs/2506.20660
Obsahem většiny článků o "kvantových počítačích" zde na Oslu je, chybovost, oprava chyb a s tím i spolehlivost výsledků a věci okolo, respektive vylepšování. V těch jednotlivých parametrech je třeba (dle využití a množstvím redundancí) dosahovat nějaké devítky za desetinou čárkou. To se řeší mimo jiné i tím velkým počtem fyzických qbitů (ten atom, nebo cokoli jiného použitelného), které potom umožňují diagnostiku a případně statistické opravy. Jedním z těchto způsobů je logický qbit, ten se skládá z mnoha (viděl jsem stovku zde jsem zahlédl tisíce, ale můžou tam být velké rozdíly) fyzických. Obecně ty redundance umožňují kontrolu, analýzu, případně i opravy, zkrátka to, aby se tomu výsledku dalo alespoň trochu věřit. Další z přístupů ke zisku těch devítek, je "extrémní" kontrola nad relativní troškou těch qbitů.
Těch systému/kvantových bytů je několik typů, toto ovšem zůstává stejné. Ty výzkumy zde obecně, řeší u různých z nich různé části celého toho procesu, ať již kvantitu a tím kromě výkonu i ty redundance, kvalitu (ty devítky za čárkou) bitů/procesů, realizaci těch obvodů atd. Zde konkrétně jde o to doplňování atomů zároveň se čtením. Ve vztahu k té chybovosti poukáži na těch 50M nahrazených atomů za 2h (cca 7k za sekundu), ovšem nevím kolik času je třeba na 1 "funkční cyklus".
Těch praktických využití je zřejmě poskrovnu, už jsem se díval dříve a nenašel ani to co je zde v diskusi, poskrovnu i bez diskuse o tom u kolika z toho je to opravdu přínos (neexistovala jednodušší varianta, jde o PR).
Ale ten potenciál tam je obrovský a mám dojem, že na dosah. Trošku mi to kalí to, že nevím nakolik jsou ty různé postupy kompatibilní a tak. Ovšem třeba jenom ten generátor náhodných čísel (taková blbost a...). Můj názor je, že dlouho/ve většině případů půjde spíš o "koprocesor".
Něco málo praxe z poslední doby
Josef Pazdera,2025-10-02 19:37:10
1) Scientists finally prove that a quantum computer can unconditionally outperform classical computers - A quantum computer has demonstrated that it can solve a problem more efficiently than a conventional computer. This achievement comes from being able to unlock a vast memory resource that classical computing cannot match.
2) Combination of quantum and classical computing supports early diagnosis of breast cancer - Quantum computing is still in its early stages of development, but researchers have extensively explored its potential uses. A recent study conducted at São Paulo State University (UNESP) in Brazil proposed a hybrid quantum-classical ..
3) Proven quantum advantage: Researchers cut the time for a learning task from 20 million years to 15 minutes - Amid high expectations for quantum technology, a new paper in Science reports a proven quantum advantage. In an experiment, entangled light has allowed researchers to learn a system's noise with very few measurements.
Otázky, otázky
Alex Alex,2025-09-30 16:11:13
Vôbec nejde o výsmech, ale o korektné otázky. Ak teda kvantový počítač máme, tak že čo vyriešil.
Niečo hmatateľné, napr. faktorizáciu veľkých čísel, čo sa sľubuje podobne ako funkčná fúzna elektráreň.
Ale konkrétna otázka: Vie niekto popísať čo sa udeje v kvantovom počítači pri faktorizácii?
Napr. pri faktorizácii čísla 6 (=3x2). Možno som naivný, ale ako nacpem do qubitu konkrétnu hodnotu, tých 6?
Alebo ten stroj rieši odrazu nejakú celú podmnožinu N?
A k tej burze ... To je kvantový jav sui generis ...
Re: Otázky, otázky
Jiri Kamecek,2025-09-30 21:08:29
I u nás už máme v Ostravě za 120 milionů kvantový počítač viz odkaz. A opět , v celém článku ani slovo o nějakém konkrétním projektu či úloha , který se na něm bude řešit (holt ty dotace !) Vždycky je u toho jen nějaké vyjádření jako „Ten má potenciál řešit problémy, které jsou pro klasické počítače extrémně obtížné nebo prakticky nemožné,“ vysvětlila mluvčí národního centra Zuzana Červenková
https://www.idnes.cz/ostrava/zpravy/kvantovy-pocitac-it4innovations-superpocitac-technologie-centrum.A240930_820103_ostrava-zpravy_jog
A spočítali to tedy něco?
G Hart,2025-09-29 21:16:55
Co 14 dnů čtu o nějaké neuvěřitelné zprávě Jak dokonale se to všechno vyvíjí.
Ale nikde nenapsali co vlastně teda za tu dobu experimentálně propočítali
Pokud jenom udržují atomy v nějakém exotickém stavu nebo jak se to dá nazvat a výsledek je nula, tak sorry jako.
Nemohli by alespoň sdělit, co je cíl?
Re: A spočítali to tedy něco?
Jiri Kamecek,2025-09-29 22:14:14
S praktickými kvantovými výpočty je to jako s paní Columbovou. Všichni o nich mluví, ale nikdo je nikdy neviděl.
Re: Re: A spočítali to tedy něco?
Jiri Kamecek,2025-09-29 22:16:44
Situace je tak tristní, že Google spustil globální soutěž, ve které nabízí 5 milionů dolarů za nalezení praktického uplatnění soudobých kvantových počítačů
Re: Re: Re: A spočítali to tedy něco?
D@1imi1 Hrušk@,2025-09-30 01:41:05
I když se kvantové počítače v praxi nepoužívají, s výsměchem bych byl opatrný. O grafenu také ještě před pár lety koloval vtip, že dokáže všechno, jen ne opustit laboratoře. Teď už se jeho praktické objevují.
Re: Re: Re: Re: A spočítali to tedy něco?
Petr Slachta,2025-10-01 08:38:35
Já si představuji jaké byly diskuze na internetu když poprvé spustili eniac. To muselo být taky hodně negativních reakci.
Re: A spočítali to tedy něco?
Jiri Kamecek,2025-10-01 12:06:15
To asi není podobné. Kdyby tehdy internet byl, tak ho spíš chválili. Byl stavěn primárně pro armádu, kde propočítával dělostřelecké tabulky a výpočty pro vývoj jaderných zbraní.
Re: Re: A spočítali to tedy něco?
D@1imi1 Hrušk@,2025-10-01 12:47:17
Ty dotazy na praktické využití kvantových počítačů se tu objevují skoro pod každým článkem o nich. Ale myslel jsem, že je obecně známé, že hlavní limitací jejich reálného využití je malý počet qubitů a šum (který lze kompenzovat vyšším počtem qubitů). Na praktické využití by byly potřeba miliony qubitů a více, ale pak by se například kryptografie otřásla v základech. Pokroky se dějí, ale pořád je to daleko k praktickému využití. Ty neustálé dotazy mi přijdou zbytečné - prostě vyjde článek o novém kv. počítači, kouknu kolik qubitů má a s vysokou pravděpodobností vím, že jde jen o další výzkumný projekt bez praktického využití. To ale nevylučuje, že se někomu povede průlom a dopad bude zásadní.
Re: Re: Re: A spočítali to tedy něco?
Alex Alex,2025-10-01 18:56:54
Ano, samozrejme, správne a rozumné posúdenie súčasného stavu. Ale nijako to neodpovedá na otázku, že na kieho šľaka ten počítač do Ostravy kúpili, zdôrazňujem, že k ú p i l i. Keď dopredu všetci vedia, že ten asi nič nové nedokáže, a že je to teda obecne známe, ako píšete. Keby tam čosi, čokoľvek sami z tej oblasti skúmali, vyskúmali a zverenili, tak OK. Mimochodom, pred cca 2 týždne z AI som vydoloval, že Kórejci faktorizovali na kvanťáku nejaké cca 18? miestne dekadické číslo. Ale vlastne to počítal klasický superpočítač, a ten kvanťák vraj iba dodával akási kritické kroky ... Ovšem nič podrobnejšie tá AI nedokázala vypotiť. A teraz sa na tú odpoveď neviem nijako dostať. Bolo to konkrétne prirodzené číslo.
Re: Re: Re: Re: A spočítali to tedy něco?
D@1imi1 Hrušk@,2025-10-02 23:20:03
Bohužel, nevím o tom víc než Vy :(
Já reagoval hlavně na pana Kamečka a spol., kteří se zřejmě pouze vymezují proti zavádějícímu PR kolem kv. počítačů. Což chápu, jen nevylít vaničku i s dítětem.
K té Ostravě - univerzita si tím samozřejmě kupuje v první řadě prestiž :) (příliv zahraničních mozků, citace...). Ale že koupili zařízení, na kterém budou provádět základní výzkum, mi přijde normální.
Re: A spočítali to tedy něco?
Lukáš Král,2025-09-30 11:54:00
Zrovna nedávno jsem četl o praktické aplikaci ve finančním sektoru:
https://www.seznamzpravy.cz/clanek/ekonomika-finance-banka-hlasi-prulom-kvantovy-pocitac-zpresnil-predpoved-kam-se-posune-trh-287055
Ale nedokážu posoudit jestli to není jen marketing...
Re: Re: A spočítali to tedy něco?
D@1imi1 Hrušk@,2025-09-30 15:51:26
Článek o tom je zde:
https://arxiv.org/html/2509.17715v1
Nečetl jsem to, jen jsem si od LLM udělat shrnutí - má jít o to, že ten kvantový počítač vygeneroval data, na kterých se pak učila běžná AI. Tím se její predikce údajně zpřesnily až o 34 %. Šlo o výpočet pravděpodobnosti realizace transakce při mimoburzovním obchodu s dluhopisy.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
