Evropská unie učinila další krok směrem k posílení evropské kvantové výpočetní infrastruktury podpisem smlouvy na pořízení kvantového počítače konsorcia LUMI-Q, který bude umístěn v České republice, konkrétně v IT4Innovations národním superpočítačovém centru v Ostravě, které je součástí VŠB – Technické univerzity Ostrava.

Smlouva byla podepsána mezi Společným evropským podnikem pro vysoce výkonné počítání (EuroHPC JU) a společností IQM Quantum Computers, která byla vybrána jako dodavatel tohoto unikátního zařízení.

Kvantové počítače mají potenciál řešit problémy, které jsou pro klasické počítače extrémně obtížné nebo prakticky nemožné. Kvantové počítání je stále ve fázi rozvoje a jeho plný potenciál ještě nebyl naplno využit.

Avšak, jak technologie postupují, je pravděpodobné, že kvantové počítače přinesou revoluci v mnoha oblastech vědy.

LUMI-Q: Kvantový počítač s revoluční topologií

Kvantový počítač konsorcia LUMI-Q bude založený na supravodivých qubitech a nabídne unikátní hvězdicovou topologii. Tato topologie minimalizuje počet tzv. swap operací, což umožní provádění velmi složitých kvantových algoritmů. Systém bude obsahovat 24 fyzických qubitů napojených na centrální rezonátor.

„Jsme nadšeni, že budeme mít kvantový počítač s touto unikátní topologií. Tato architektura nám umožní výrazně zlepšit efektivitu výpočtů a škálovatelnost našeho systému. Hvězdicová topologie nabízí optimální propojení mezi qubity, což minimalizuje chybovost a zvyšuje spolehlivost kvantových operací.

Díky této topologii můžeme lépe využít kvantové provázání a dosáhnout rychlejších a přesnějších výsledků v široké škále aplikací, od umělé inteligence až po simulace komplexních systémů,“ uvedl Branislav Jansík, ředitel superpočítačových služeb IT4Innovations.

Nepřeberné využití

Kvantový počítač konsorcia LUMI-Q bude k dispozici širokému spektru evropských uživatelů, od vědeckých komunit až po průmysl a veřejný sektor. Připravovaná kvantová výpočetní infrastruktura podpoří vývoj široké škály aplikací s průmyslovým, vědeckým a společenským významem pro Evropu a rozšíří evropskou superpočítačovou infrastrukturu o nové technologie.

Systém umožní evropským koncovým uživatelům aktivně zkoumat aplikace a algoritmy přizpůsobené nové hvězdicové topologii, jako je například kvantová Fourierova transformace (QFT), která je ústřední součástí mnoha kvantových algoritmů vykazujících exponenciální zrychlení ve srovnání s čistě klasickým zpracováním.

„To, co se v rámci konsorcia LUMI-Q povedlo, je důkazem úspěchu celoevropské identity konceptu LUMI. LUMI-Q otevírá možnost hybridních výpočtů na superpočítačových platformách EuroHPC a zajišťuje evropským uživatelům včasný přístup k nově vznikající oblasti kvantově akcelerovaného HPC,“ říká Kimmo Koski, výkonný ředitel finského CSC – IT Center for Science.

CSC provozuje EuroHPC superpočítač LUMI ve finském Kajaani ve spolupráci s konsorciem LUMI, jehož součástí je také Česká republika, respektive IT4Innovations národní superpočítačové centrum.

Výjimečné postavení LUMI-Q v Evropě

Topologie kvantového počítače z něj činní celosvětově ojedinělou instalaci pro kvantové výpočty. Systém konsorcia LUMI-Q bude propojen s petascalovým superpočítačem Karolina a hostován v IT4Innovations národním superpočítačovém centru, které je zároveň koordinátorem konsorcia LUMI-Q.

Celková pořizovací cena systému je 5 milionů eur, přičemž EuroHPC JU financuje 50 % nákladů a zbývajících 50 % pokryje konsorcium LUMI-Q. Toto konsorcium představuje skutečnou panevropskou spolupráci, do které je zapojeno devět evropských zemí:

Česká republika, Belgie, Dánsko, Finsko, Německo, Nizozemsko, Norsko, Polsko a Švédsko.

„Instalace kvantového počítače konsorcia LUMI-Q v Ostravě je pro nás nejen technickým, ale i strategickým úspěchem. Tato infrastruktura nám umožní přispět k dalšímu rozvoji kvantových technologií a podpoří evropské úsilí stát se lídrem v této oblasti.

Těšíme se na úzkou spolupráci s našimi partnery v rámci konsorcia,“ dodává Jansík.

Systém bude uveden do provozu nejpozději do jednoho roku od podpisu smlouvy.