K čemu je kvantová výpočetní technika? Generální ředitel společnosti NVIDIA se domnívá, že skutečný rozsah kvantové výpočetní techniky je vzdálen desítky let a že hranici jejího výkonu uvidíme až v roce 2030. Tato vize však nezabránila společnosti Google v představení revolučního kvantového čipu, který je schopen provádět obrovské operace za pouhých pět minut. A v souladu s objevem americké firmy nám výzkum z roku 1981 připomněl, proč jsme stále blíže praktickým kvantovým počítačům.
Fyzik Richard Feynman v roce 1981 navrhl, že zvláštní fyzikální principy kvantové mechaniky lze využít k provádění výpočtů, a dal tak vzniknout oboru kvantových počítačů. Zatímco klasické počítače používaly bity s hodnotami mezi 0 a 1, kvantové počítače používají qubity, které mohou díky kvantové superpozici reprezentovat 0, 1 nebo obě hodnoty současně. Díky této podmínce a kvantovému provázání mohou tedy kvantové počítače zkoumat všechna možná řešení současně, a proto jsou extrémně rychlé při hledání optimálních řešení.
Výzvy při konstrukci kvantových počítačů
Řešení složitých problémů (např. změna letového řádu po zpoždění) by tak bylo pro kvantový počítač mnohem rychlejší než pro klasický, protože ten by musel analyzovat všechny možné kombinace jednu po druhé. Kvantové provázání tedy umožňuje, aby stav jednoho qubitu závisel na stavu jiného qubitu bez ohledu na vzdálenost mezi nimi. Z tohoto důvodu zvyšuje výpočetní účinnost ve srovnání s klasickými počítači. Ačkoli jsou však velmi výkonné při molekulárních simulacích a dešifrování dat, nejsou vhodné pro základní úlohy nebo hry.
Ze všech těchto důvodů je sestavení funkčních kvantových počítačů velmi obtížné kvůli nestabilitě qubitů, což jsou jednotky náchylné k chybám, které jsou citlivé na vnější rušení. Kvantové výsledky se navíc mohou lišit kvůli pravděpodobnostní povaze qubitů, a proto se kvantové algoritmy spouštějí několikrát, aby se získala pravděpodobná situace. A přestože je tento proud stále v počátečních fázích, společnosti jako IBM a Google pracují na vývoji spolehlivých a cenově dostupných kvantových počítačů. Očekává se proto, že v příštím desetiletí povede technologický pokrok k praktickému využití v oblastech, jako je umělá inteligence, medicína a energetika.