IBM a University of Chicago právě prolomili další kvantovou hranici. A tentokrát je to vážné.

Musím vám říct o něčem, co se právě stalo ve světě kvantových počítačů. A abych byl upřímný? Trochu mě to nadchlo.

IBM společně s výzkumníky z Chicagské univerzity oznámili, že jejich kvantový počítač vyřešil výpočet zhruba za 15 minut. Ten samý výpočet? Klasické počítače by k němu potřebovaly naprosto neuvěřitelné množství času — mluvíme tady o době, která by v praxi byla nekonečná.

Takže... je to kvantová supremace? Výhoda? Jak se to vlastně jmenuje?

Možná si vzpomínáte na "kvantovou supremaci" z doby před pár lety, kdy Google oznámil něco podobného. Tady je ale háček — bylo to dost kontroverzní. Kritici poukazovali na to, že ačkoliv kvantový počítač udělal něco, co klasické počítače nezvládnou, ten "problém" vlastně nebyl k ničemu užitečný. Šlo essentially jen o to ukázat, že to jde.

Co dělá IBM oznámení jiným, je fakt, že mluví o "kvantové výhodě" — a já si myslím, že to je správný úhel pohledu. Neudělali jen něco těžkého. Udělali něco těžkého A začali řešit problém ověřování. Což mě přivádí k dalšímu bodu...

Problém ověřování (nebo: Jak věřit kvantovému počítači?)

Tady je trochu hlubokomyslný paradox kvantového počítání: celý smysl je vyřešit problémy, které jsou pro klasické počítače příliš náročné. Ale pokud je klasický počítač nedokáže vyřešit... jak poznáme, že kvantový počítač dal správnou odpověď?

To byla pro celý obor pořádná bolest hlavy. Můžete spustit kvantový výpočet, ale pokud nemáte způsob, jak práci zkontrolovat, skutečně nevíte, jestli to není nesmysl.

Tým IBM k tomu přistoupil chytře. Vyvinuli novou metodu, která udrží problém dostatečně těžký na to, aby byl genuinely kvantový (takže klasické počítače se s ním pořád trápí), ale zároveň přidává dost struktury na to, aby mohli skutečně zkontrolovat, jestli se během výpočtu nevloudily chyby.

Profesor Bill Fefferman z Chicagské univerzity to řekl pěkně: "Ověřování zůstává jednou z největších výzev při pevném stanovení experimentální kvantové výhody." A přesně tohle řešili.

Magie korekce chyb

Tady to začíná být opravdu působivé z inženýrského hlediska.

Tým pracoval se 70 logickými qubity. Pokud jste v tomto oboru noví, možná si říkáte "počkej, není qubit prostě qubit?" — ale ne. Tyto nejsou surové, křehké qubity. Jsou to logické qubity, což znamená, že jsou zakódovány chytrým způsobem, který pomáhá chránit kvantovou informaci před chybami a šumem.

Představte si to takhle: místo toho, abyste důvěřovali jednomu křehkému vejci, hlídáte pečlivě uspořádanou skupinu vajec, kde systém dokáže detekovat a opravit, když se jedno rozbije.

S použitím těchto 70 logických qubitů provedli více než 2 400 dvouqubitových operací a téměř 500 T hradel. To je hodně kvantových saltbítek. A výsledky? Logické chybovosti byly desetkrát nižší než základní fyzické chybovosti.

To je obrovská věc. Znamená to, že korekce chyb skutečně funguje ve velkém měřítku.

Co to vlastně znamená?

Podívejte, nebudu předstírat, že to znamená, že kvantové počítače brzy nahradí váš laptop. Pořád jsme ve fázi výzkumu a "řešení klasicky neřešitelných problémů" je něco jiného než "řešení problémů, které pomáhají lidstvu."

Ale tady je to, co mě vzrušuje: sledujeme, jak se pokládají základy. Jay Gambetta z IBM řekl něco, co mi utkvělo v hlavě — "Teď jsme pevně v éře kvantové výhody."

A myslím, že má pravdu být optimistický. Nevyrábíme jen kvantové počítače, které umí dělat těžké věci. Vyrábíme takové, které je dělají spolehlivě, a — což je klíčové — můžeme ověřit, že je dělají správně.

To je ten trifekt: rychlost, spolehlivost a důvěryhodnost.

Obvody a výsledky z tohoto experimentu jsou sdíleny veřejně prostřednictvím Quantum Advantage Tracker, což znamená, že ostatní výzkumníci je mohou studovat, stavět na nich a posouvat obor rychleji kupředu.

Můj názor

Sleduju kvantové počítání léta a vždycky kolem něj byla taková ta energie "je to pět let pryč." Ale čas od času se stane něco, co mě přiměje myslet si: jo, tak dobře, tohlehle skutečně postupuje.

Tohle mi připadá jako jeden z takových momentů.

Kombinace rozsahu (70 logických qubitů), výkonu (desetinásobná redukce chyb) a ověřování (skutečná schopnost důvěřovat výsledkům) — to není jen inkrementální pokrok. To je smysluplný pokrok.

Budu sledovat, co přijde dál. A upřímně? Jsem opatrně optimistický, že konečně začínáme vidět, jak kvantové počítání dospívá.