Google píše históriu: Kvantové počítače na prahu riešenia globálnych výziev

Google oslavuje storočie kvantovej mechaniky a predstavuje potenciál kvantových počítačov. Dokážu riešiť zložité problémy v medicíne, energetike a materiálovom výskume. Kľúčom k praktickému využitiu je vývoj nových algoritmov a korekcia chýb.

Kvantová mechanika oslavuje 100. výročie a spoločnosť Google má vizionársky pohľad do budúcnosti. Kvantové počítače už nie sú sci-fi - sú to skutočné nástroje, ktoré využívajú prírodné zákony na úrovni atómov. Majú potenciál riešiť problémy, ktoré sú pre bežné počítače neriešiteľné. Ešte tam nie sme, ale vieme, kde začať.

Predstavte si počítač, ktorý nepracuje s nulami a jednotkami, ale riadi sa pravidlami kvantovej mechaniky. Spoločnosť Google vyvíja práve takéto stroje a sľubuje, že prinesú revolúciu minimálne v troch oblastiach: medicíne, energetike a výskume materiálov. Pozrime sa na niekoľko konkrétnych príkladov, ktoré by mohli zmeniť náš každodenný život.

Kde môžu pomôcť kvantové počítače

Kvantové počítače môžu výrazne pomôcť v medicíne. Napríklad pre pochopenie enzýmu cytochrómu P450, ktorý rozkladá lieky v našom tele. Modelovanie jeho správania je dnes mimoriadne zložité a nepresné. Kvantové simulácie však sľubujú lepšiu presnosť, rýchlosť a hlavne predpovedanie toho, ako bude konkrétny liek v tele fungovať. To môže výrazne urýchliť vývoj nových liekov a zabrániť vedľajším účinkom.

Druhou oblasťou, v ktorej môžu kvantové počítače priniesť zmenu, je vývoj nových batérií. Dnes používané materiály, ako napríklad zmesi lítia a kobaltu, sú drahé a problematické z hľadiska životného prostredia. Spoločnosť Google v spolupráci s chemickým gigantom BASF testuje simuláciu materiálu s názvom oxid lítno-niklový (LNO), ktorý má menší vplyv na životné prostredie. Kvantové simulácie by mohli pomôcť vyriešiť problémy s jeho priemyselnou výrobou.

Tretím prípadom, kde môže kvantový výpočtový výkon skutočne zažiariť, je jadrová fúzia - technológia, ktorá napodobňuje energiu hviezd vrátane nášho Slnka. Fúzia je teoreticky ideálnym zdrojom čistej energie, ale v praxi ju zatiaľ nevieme udržať stabilnú.

Kvantové algoritmy by mohli simulovať extrémne podmienky v reaktoroch tak, ako to nedokážu bežné počítače, čo by prinieslo nové objavy v pochopení tohto zložitého procesu. Súčasné modely si vyžadujú miliardy hodín práce procesora. Práve to môžu kvantové počítače výrazne znížiť.

Chybové stavy sa musia opraviť

Hoci kvantové čipy už existujú, pre praktické využitie chýba posledný krok: odstránenie chybových stavov. Je to preto, že kvantové bity (qubity) sú veľmi citlivé a ľahko podliehajú interferencii. Aby boli výpočty spoľahlivé, je potrebné vyvinúť takzvanú kvantovú korekciu chýb - bez nej sa kvantové výpočty stávajú nespoľahlivými.

Spoločnosť Google verí, že v priebehu nasledujúceho desaťročia by sme sa mohli dočkať prvých skutočne použiteľných kvantových algoritmov. A to nie je všetko - odborníci tvrdia, že táto technológia pravdepodobne vyrieši problémy, o ktorých dnes nemáme ani potuchy.

Kvantové počítače nie sú len rýchlejšími verziami tých súčasných. Sú to úplne iné stroje - ako keby ste vymenili kladivo za laserový skalpel. Či už pomôžu navrhnúť lieky na zriedkavé choroby alebo udržateľné zdroje energie, jedno je isté: svet bude o 20 rokov vyzerať úplne inak. A prvé náznaky tejto kvantovej revolúcie vidíme už teraz.