Kvantový Orel s 127 qubity. Kredit: IBM.

Procesor Bristlecone. Kredit: Google.

Kvantové počítače znamenají pozoruhodnou praktickou aplikaci doposud spíše přízračného světa kvantové fyziky. Konvenční počítače zpracovávají a ukládají data v podobě bitů, základních elektronických prvků, které mohou nabývat hodnoty 0 nebo 1. Kvantové počítače mají qubity, které mohou díky jevu superpozice nabývat hodnoty 0 a 1 současně. V důsledku to znamená, že přidání každého dalšího qubitu dramaticky zvyšuje potenciální výpočetní sílu takového zařízení.

Se svými 127 qubity je teď procesor Eagle vrcholovým predátorem ve světě kvantových výpočtů. Nechává daleko vzadu čínský 113qubitový procesor Jiuzhang 2.0, procesor Bristlecone společnosti Google i svého předchůdce z domácí stáje IBM, procesor Hummingbird s 65 qubity. Společnost IBM uvádí, že průlomový kvantový procesor vznikl díky nové architektuře, která umožnila umístit do procesoru podstatně více qubitů. V procesoru Eagle jsou qubity uspořádané v jediné vrstvě, což snižuje jejich chybovost.

V IBM jsou přesvědčeni, že Eagle je jejich prvním kvantovým procesorem, jehož výpočetní síla přesáhne možnosti klasických superpočítačů. Říká se tomu „kvantová nadvláda“ (quantum supremacy nebo quantum advantage). Odhadují, že k zopakování jednoho ze stavů procesoru Eagle při výpočtech by bylo nutné použít tolik bitů, kolik je dohromady atomů ve všech lidech na Zemi.

Logo. Kredit: IBM.

Kvantová nadvláda představuje svatý grál pro účastníky kvantového závodu. IBM nejsou první, kdo si tento úspěch nárokuje. Google si kvantovou nadvládu uzurpoval už v roce 2019, s jejich tehdejším kvantovým procesorem Sycamore, vybaveným 53 qubity. IBM tehdy ovšem protestovali s tím, že výpočty Sycamore by top superpočítače zvládly během několika dní – což lze jen těžko označit jako „nedosažitelné“. Lépe na tom byl čínský procesor Jiuzhang první generace, který loni (2020) podle všeho dosáhl kvantové nadvlády, když jisté výpočty zvládl za pár minut, zatímco superpočítači by to trvalo asi tak 2,5 miliard let.

Procesor Eagle je již dostupný na IBM Cloud, pro některé ze členů sítě IBM Quantum Network. Společnost IBM rovněž poodkryla své kvantové plány pro dohlednou dobu. Příští rok (2022) hodlají vypustit procesor Quantum Osprey, tj. Kvantový Orlovec, se 433 qubity. V následujícím roce 2023 by to měl být Quantum Condor, tedy Kvantový Kondor, s úctyhodnými 1 121 qubity.

Literatura

New Atlas 16. 11. 2021.