V knižnom sci-fi diele britského spisovateľa Douglesa Adamsa sa myši rozhodli nájsť odpoveď na otázku života, vesmíru a vôbec všetkého. Vybrali preto spomedzi seba dvoch najlepších programátorov Lunkvila a Fuka, aby skonštruovali počítač s názvom Hlbina myslenia (Deep Thought), ktorý to mal vypočítať. Po sedem a pol miliónoch rokoch odpoveď aj skutočne prišla – 42. Ani počítač ale nevedel, ako vlastne znela základná otázka.

Príbehom sa inšpirovali britskí vedci z University of Sussex, ktorí podnikli prvé kroky k vybudovaniu reálnej Hlbiny myslenia, kvantového superpočítača naprogramovaného k vyriešeniu najzložitejších otázok. Na rozdiel od zariadenia z románu vedci dúfajú, že reálny superpočítač bude oveľa užitočnejší.

Veľký ako futbalové ihrisko

Podľa informácií zverejnených začiatkom februára tohto roku v časopise Science Advances by chcel výskumný tím zverejniť prvý koncept prototypu už o dva roky, pričom by podľa ich odhadov mohol veľkosťou zaberať plochu väčšiu ako futbalové ihrisko. Odhadnúť výpočtový potenciál zariadenia je pre vedcov zatiaľ nemožné.

Ak by sa im ale zariadenie podarilo zostrojiť, existuje šanca, že by mohli odhaliť tie najhlbšie kozmologické tajomstvá, vytvárať život zachraňujúce lieky, meniť predpovede počasia, či posunúť šifrovanie na novú úroveň.

V minulosti chceli vedci použiť na prepojenie kvantových počítačových modulov optické vlákna. Nová koncepcia  využíva prepájanie na základe elektrického poľa, ktoré umožňuje nabitým atómom a iónom presúvať sa z jedného modulu do druhého.

Zdroj: Youtube

Minca v tomto prípade nemá iba dve strany

Čo je tak zložité na vytvorení kvantového počítača, a v čom je iný od toho klasického? „Obyčajné“ elektronické zariadenia ako počítače, či mobily fungujú na základe klasického počítania, ktoré pracuje s dobre definovanými hodnotami. Tie sa sčítavajú a odčítavajú, násobia, delia a vyhodnocujú logické podmienky. 

Klasická technika funguje na prin­cípe tran­zis­to­rov, ktoré majú naj­niž­šiu infor­mačnú hod­notu jeden bit a ten môže byť v dvoch fázach – jedna, alebo nula.

Kvan­tové počí­tače ale obsa­hujú expo­nen­ciálne väč­šiu výpo­čtovú silu. Pracujú s údajmi nazý­va­nými ‚qubits‘, ktoré môžu byť v rov­na­kom momente jedna, a zároveň nula.Tento stav je známy ako ‚super­po­zí­cia‘. 

Môžeme si to tiež predstaviť ako mincu. Ak by ňou bol klasický bit, ležal by ako minca na podložke vždy jednou stranou hore.  V polohe mince je obsiahnutá informácia. Ak by boli mince naukladané vedľa seba, stali by sa pamäťovým médiom, do ktorého môžete pri dohodnutom spôsobe kódovania zapísať prakticky čokoľvek.

Kvantová minca ale môže byť otočená nahor jednou aj druhou stranou súčasne – niečo, čo si pri klasickej minci vôbec nevieme predstaviť. Je to ako keď ju vyhodíme do vzduchu. Kým dopadne, nevieme ktorou stranou je otočená. Obrovské množstvo potenciálnych pozícií poskytuje aj obrovské množstvo priestoru.

Už sa predávajú

Doteraz boli kvantové počítače do značnej miery teoretickým konceptom s obrovským potenciálom. Ich vývoj podliehal praktickému vývoju iba veľmi minimálne. Priekopníkom v oblasti vývoja kvantových počítačov je spoločnosť D-Wave Systems, ktorej výrobky používajú napríklad aj Google a NASA.

Koncom minulého roka zverejnila spoločnosť správu, že sa im podarilo vytvoriť 2048 quibitový čip, ktorý by mal pracovať až stomiliardkrát rýchlejšie ako bežný počítač. Výrobok by sa mal dostať na trh už tento rok. Jeho cena sa pohybuje okolo pätnásť miliónov dolárov.

Aj keď spoločnosť tvrdí, že je ďaleko pred konkurenciou, o vývoj podobného zariadenia sa už dávno snažia aj spomínaný Google, či IBM. Spoločnosť IBM dokonca v máji 2016 zverejnila informáciu, že postavila kvantový počítač na báze päť qubitového kvantového procesoru. Zariadenie je umiestnené v laboratóriu v T. J. Watson Research Center v Yorktowne v štáte New York. 

Napriek zverejneným úspechom sa ešte nikomu nepodarilo vytvoriť univerzálny kvantový počítač, ktorý by bol schopný riešiť akékoľvek matematické úlohy. Dostupné systémy sú skôr kvantové simulátory, ktoré dokážu riešiť len určitý špecifický typ úloh. Zmeniť by to možno mohlo práve pripravované zariadenie vedcov University of Sussex. Tí sú ohľadom tejto myšlienky optimistickí.