Čeští vědci počítali na prvním přístupném kvantovém počítači na světě

Využíváme vzdáleného přístupu na první veřejnosti přístupný kvantový počítač na světě. Dne 22. 7. 2019 provedla Bc. Ivana Miháliková z ÚFM první úspěšný výpočet na kvantovém počítači IBM Quantum Experience.

Kvantové počítače a jejich využití se v poslední době stalo oblastí výzkumu, která se velmi rychle rozvíjí. Nejdůležitější vlastností kvantových počítačů je přímé využití jevů, které se typicky projevují pouze na úrovni jednotlivých atomů a molekul. Protože fyzikální teorie správně popisující tyto jevy je kvantová mechanika, nazýváme tyto jevy (a počítače na nich založené) kvantovými. Zvýšený zájem o tyto počítače pramení z očekávání, že v blízké budoucnosti kvantové počítače značně předčí naše běžně používané (klasické) počítače ve výpočetním výkonu. Klíčový rozdíl mezi oběma druhy počítačů je v typu a zpracování informace. Klasické počítače zpracovávají informace ve formě bitů, které mají hodnotu 0, nebo 1. Počítače kvantové pracují s kvantovými bity, tzv. qubity, které mohou mít hodnotu nejen 0, nebo 1, ale mohou existovat díky zákonům kvantové mechaniky také v jakékoli jejich superpozici, tedy v obou dvou stavech (0 a 1) současně. Tato vlastnost pak umožní provádění mnohem většího množství výpočetních operací současně. Předpokládá se, že kvantové počítače umožní vyřešit širokou paletu problémů např. z fyziky pevných látek nebo chemie, na které současné klasické počítače nestačí.
V současné době je možné simulovat kvantové systémy na kvantovém počítači pomocí simulátoru firmy IBM, který se nazývá QASM. Vedle tohoto simulátoru, nabízí firma IBM i platformu nazvanou IBM Quantum Experience pro výpočty přímo na kvantovém počítači se vzdáleným přístupem přes internet (cloud). Platforma nabízí možnost provádět výpočty na procesorech zpracovávajících buď 5 nebo 14 qubitů. Vstupní program lze sice pro některé platformy napsat v Pythonu, který se používá pro programování klasických počítačů, ale podstata algoritmu už je zcela jiná a velmi specifický je i výsledek výpočtu na kvantovém počítači.
Zhruba 10minutový výpočet Ivany Mihálikové se týkal energií kvantových stavů 3částicového systému záporného iontu vodíku H-. Pro tento výpočet Ivana Miháliková adaptovala program z práce Kumar et al. (část programu je v levé části posledního přiloženého obrázku). Výsledkem výpočtu na kvantovém počítači jsou pravděpodobnosti obsazení kvantových stavů (zobrazené sloupcovým grafem v pravé části přiloženého obrázku), které jsou určené k následnému zpracování. Jedná se o historicky první výpočet na kvantovém počítači provedený z ÚFM pomocí vzdáleného přístupu.
Výpočet je součástí řešení diplomové práce Ivany Mihálikové, studentky Ústavu fyziky kondenzovaných látek na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity, s názvem Rozšíření kvantově-mechanických výpočtů pevných látek z klasických počítačů na kvantové. Tato diplomová práce je podporována grantem v rámci Programu rektora Masarykovy univerzity na podporu vynikajících diplomových prací od Grantové agentury Masarykovy univerzity. Diplomovou práci vede Mgr. Martin Friák, Ph.D. z Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v. v. i., konzultantem je RNDr. Matej Pivoluska, Ph.D. z Ústavu výpočetní techniky Masarykovy univerzity, a velmi intenzivní spolupráce probíhá také s panem Martinem Saipem z Fakulty informatiky MU.

kvantovy-pocitac

tisková zpráva Ústavu fyziky materiálů AV ČR

Záměrná chyba v integrovaném obvodu může snížit spotřebu energie

Aproximativní (přibližné) počítání umožňuje za cenu zanesení malé chyby do výpočtu významně redukovat příkon obvodů. …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close