Česká republika je o krok blíže kvantovému věku. Už příští rok by měl být v Ostravě instalován první český kvantový počítač, který bude zároveň sloužit i široké evropské výzkumné komunitě..

O pořízení a provozování kvantového počítače se postará evropské konsorcium LUMI-Q. Prestižním místem pak bude Národní superpočítačové centrum IT4Innovations v Ostravě, které je součástí VŠB – Technické univerzity Ostrava a národní e-infrastruktury e-INFRA CZ. Investiční náklady na pořízení kvantového počítače jsou plánovány v maximální výši 7 mil.

EUR a budou z 50 % financovány z rozpočtu EuroHPC JU v rámci programu Digitální Evropa (DEP) a z 50 % z příspěvků členských zemí konsorcia LUMI-Q.

„Podpis smlouvy o umístění kvantového počítače LUMI-Q v České republice je důležitým milníkem nejen pro českou výzkumnou komunitu v oblasti kvantových počítačů a algoritmů, ale představuje i významný krok směrem k rozvoji evropských kvantových výpočetních zdrojů.

Spolu s dalšími evropskými partnery vytváříme významný prvek budoucího vědeckého pokroku v oblasti kvantových výpočtů a jejich aplikací,“ sdělil Vít Vondrák, ředitel IT4Innovations.

12 quibitů

Konsorcium LUMI-Q, které spojuje 9 evropských zemí: Belgii, Českou republiku, Dánsko, Finsko, Německo, Nizozemsko, Norsko, Polsko a Švédsko, si klade za cíl poskytovat uživatelům z akademické sféry i průmyslu kvantový počítač založený na supravodivých qubitech s topologií ve tvaru hvězdy.

Její výhodou je, že minimalizuje počty swap operací a tím umožňuje spouštění velmi hlubokých kvantových algoritmů. Předpokládá se, že bude obsahovat 12 qubitů. Tento kvantový počítač bude přímo propojen s EuroHPC superpočítačem KAROLINA, který je rovněž umístěn v IT4Innovations v Ostravě.

 Navíc se plánuje jeho propojení s dalšími EuroHPC superpočítači, zejména s těmi umístěnými u dalších členů konsorcia LUMI-Q jako je nejvýkonnější evropský superpočítač LUMI, či superpočítač Helios, který bude umístěn v polském Krakově.

 „Očekáváme, že přístup k našemu kvantovému počítači získá nejen česká vědecká komunita prostřednictvím služby e-INFRA CZ, ale také všichni členové konsorcia. Vzhledem k tomu, že je 50 % nákladů na pořízení LUMI-Q kvantového počítače hrazeno evropským podnikem EuroHPC, budou k němu mít přístup také uživatelé z celé Evropy.

V neposlední řadě je našim cílem zprostředkovat výpočty na kvantovém počítači průmyslovým podnikům,“ uvádí Branislav Jansík, ředitel superpočítačových služeb IT4Innovations a zároveň koordinátor konsorcia LUMI-Q.

Revoluční potenciál

Kvantové počítače mají revoluční potenciál přinést zcela nový přístup k výpočtům a řešení výpočetně extrémně složitých problémů. Oproti klasickým počítačům, které pracují s binárními bity, kvantové počítače využívají kvantové bity (qubity), které umožňují manipulovat s kvantovými jevy, jako je superpozice a kvantová provázanost.

To jim dává jedinečnou schopnost efektivně řešit problémy, které jsou pro klasické počítače příliš obtížné. Mezi takové mohou patřit optimalizační úlohy pro řešení elektronické struktury nových materiálů, řízení dopravy či přístavů.

V současnosti jsou identifikovány další možnosti uplatnění, které lze najít téměř ve všech vědeckých oblastech. Mimo jiné v automobilovém průmyslu, při vývoji nových elektrických baterií, v energetice, finančnictví, farmacii, kvantové chemii, kryptografii, ale také v kvantovém strojovém učení a mnoha dalších.

Kvantové počítače mají potenciál dramaticky ovlivnit vědecký výzkum a technologický rozvoj ve všech oblastech, od fyziky a chemie po umělou inteligenci a bioinformatiku.

„V rámci konsorcia LUMI-Q jsme odhodláni přispět k tomuto vývoji a vědecké komunitě poskytnout kvantový počítač, který bude schopný řešit komplexní výpočetní úlohy a posunout hranice moderní vědy,“ dodává Branislav Jansík.