Šest oborů, do kterých vnese kvantový computing masivní disrupci

Martin Kysilka, 8. LISTOPADU 2018

Schopnost lidí sestavit skutečný kvantový počítač byla po léta zpochybňována. Byly proto také reálné důvody, ale ty se již postupně hroutí. Vývoj kvantových počítačů zaznamenal v předešlém roce značný pokrok. IBM představilo prototyp kvantového procesoru, který obsahuje 50 qubitů, společnost D-Wave Systems zase zaskórovala se specializovaným kvantovým počítačem s 2048 qubity a mezi Pekingem a Vídní proběhl první videohovor šifrovaný kvantovou technologií. 

Tak jako v 60. letech minulého století supervelmoce soupeřily v dobývání vesmíru, dnes probíhají závody ve výrobě prvního skutečně výkonného a především stabilního kvantového počítače. Vítěz se zapíše do historie jako autor jedné z nejvýznamnějších technologií 21. století.

Proč kvantový computing?

Tradiční počítače jsou založeny na manipulaci s již jasně definovanými bity v soustavě nul a jedniček. Kvantové počítače fungují na zcela jiném principu. Kvantový computing pracuje s kvantovou analogií klasickeho bitu, a sice s qubitem (kvantový bit; qbit). Zatímco bit může nabýt v daný okamžik pouze jednoho z oněch dvou stavů, kvantová mechanika umožňuje qubitu být v pozici obou stavů ve stejném okamžiku, v takzvané superpozici. Pravě tento stav má pro možnosti výpočetní techniky ony obrovské dopady.

Svět kvantového computingu se stále potýká s mnoha problémy. Udržet systém propojených qubitů stabilní představuje pro vývojáře velmi obtížnou překážku. Vnější vlivy totiž ruší a vytlačují qubity z jejich superpozice. Současné kvantové počítače jsou stále příliš malé a náchylné k chybám, než aby ve většině úkolů překonaly nynější superpočítače.

Výkon qubitů se škáluje exponenciálně. Dvouqubitový počítač vám umožní vypočítat dvě kalkulace najednou, tříqubitový devět a čtyřqubitový šestnáct. Kvantový počítač s třemi sty qubity by tak mohl vykonávat více výpočtů naráz, než je atomů ve vesmíru.

Kvantový „mrazák“ od Microsoftu udržuje qubity v superchladných teplotách

Kdo pracuje na kvantových počítačích?

O kvantové prvenství usilují jak tradiční giganti, tak specializované startupy. Mezi přední vývojáře patří:

1) IBM
2) Microsoft
3) Google
4) D-Wave Systems
5) Rigetti Computing
6) Intel

Největším konkurentem USA v boji o kvantové prvenství je Čína. Té se jako první například podařilo vypustit kvantový satelit. Známá čínská společnost Alibaba také nedávno spustila jedenácti qubitovou cloudovou platformu. O čínském kvantovém programu se toho však příliš neví. 

Kvantové počítače budou mít disruptivní dopad na mnohá odvětví a tím pádem i na naše životy. Pojďme se podívat, které profese a technologická odvětví kvantový computing zasáhne nejvíce.

Strojové učení

Strojové učení je založené na rozpoznávání vzorců (pattern recognition). Algoritmy prochází odlišné sady dat, aby v nich našly relevantní a nějakým způsobem spolu související informace. Cílem algoritmů je maximalizovat počet srovnání mezi daty a najít společný jmenovatel, který jednotlivé sady dat popíše co nejpřesněji. Kvantový computing má celý proces zpracování dat zásadně zefektivnit. Umožnil by nám porovnávat tisíckrát větší množství dat naráz a především paralelně. Ze spojení strojového učení a kvantových počítačů by vzešla neuvěřitelně výkonná umělá inteligence. I to je jedním z důvodů, proč je kvantový computing jednou z hlavních priorit Googlu.

Medicína

Opravdu výkonný kvantový počítač vědcům umožní vytvářet komplexní molekulární sestavy. To bude mít obrovský dopad zejména pro lékařský výzkum a vývoj nových léků. Brzy bychom tak měli být schopni vytvořit všech 20 000 + proteinů zakódovaných v lidském genomu a nasimulovat jejich spojení s modely nových či existujících léků. Na základně analýzy těchto interakcí bychom mohli objevit léky, které by vyléčily doposud neléčitelné nemoci.

Chemie (klimatické změny)

Kvantové počítače se mohou stát hlavním nástrojem pro pochopení klimatických změn. Pomohou nám pochopit, co přesně se děje a co s tím dělat. Ony simulace by nám také mohly pomoct objevit nové možnosti v energetice – například jak získat karbon z atmosféry a proměnit ho v nový zdroj energie.

Materiálové vědy a inženýrství

Protože budeme prostřednictvím kvantových počítačů umět nasimulovat atomové interakce, budeme také moci vyvinout zcela nové a lepší materiály – lepší supravodiče či lepší magnety, které nám umožní vytvořit baterie s větší kapacitou. 

Biometrie, energetické systémy a fotovoltaika

Vědci se domnívají, že většina přírodních procesů jako je například fotosyntéza, je postavena na základě kvantových mechanik. Již několikrát v historii se nám potvrdilo, že nejlepší je inspirovat se přímo v přírodě – pro vývoj lepších energetických systémů nebo silnějších materiálů. Onen skrytý potenciál nám opět pomohou rozkrýt modely a simulace kvantových počítačů. To povede k mnohým technologickým průlomům.

Kyberútoky a kyberbezpečnost

Vznik výkonného a stabilního kvantového počítače převrátí naruby celou oblast kyberútoků a kyberobrany. Opravdu silný kvantový počítač by díky své bezkonkurenční výpočetní síle zlomil většinu dnešních bezpečnostních systémů během několika sekund. I ptoto bude velmi důležité, kdo jej vynalezne jako první. Ohrožený by byl i doposud neprůstřelný blockchain. Je však dosti pravděpodobné, že se jednou dočkáme i kvantového blockchainu.

Dopad: Jeden čip s 50-60 qubity bude výkonnější než Tianhe-2 – nejvýkonnější superpočítač na světě. Ten disponuje třemi miliony jader od Intelu, stojí 400 milionů dolarů a zabírá rozlohu poloviny fotbalového hřiště.


Tianhe-2

Stejně tak jako v 50. letech 20. století odstartovali Microsoft s IBM digitální revoluci svými prvními digitálními počítači, tak i nyní nám s několika novými společnostmi přinesou novou revoluci a to kvantovou. Dopad kvantových počítačů na náš svět bude ohromný a napíše novou kapitolu lidských dějin. Zhotovení pravého kvantového superpočítače bude mít historicky mnohem větší dopad než jakákoliv doposud vyrobená výpočetní technika, počínaje tradičním počítadlem až po nynější superpočítače.

Mohlo by vás zajímat

Intel koupil cnvrg.io, platformu strojového učení

  • Technologie
  • IT Inovace
1178
0
3

6D Focus Innovation Czechia: Vědecká telepatie je tu. Počítač ovládneme myšlenkou

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • Smart health
  • IT Inovace
2003
0
0

Messenger Rooms: Nové videohovory na Facebooku umožní účast až 50 lidem

  • Civilizace
  • IT Inovace
1574
0
0

První kyborgové: Přichází další vývojová fáze lidstva?

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
2177
2
0

Grafen překonán? Pozornost materiálových vědců se upírá na zázračný borofen

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
6904
2
4

Stanford Medicine zveřejnilo výsledky studie Apple Heart Study

  • Smart health
  • IT Inovace
3455
0
1

Super rychlý „Replikátor“ z UC Berkley tiskne světlem

  • 3D
  • Smart health
  • IT Inovace
4630
1
2

Amazon vstupuje do světa blockchainu. Internetový gigant představil dvě nové blockchainové…

  • Leadership a kultura
  • IT Inovace
  • Blockchain
4096
3
1

MIT použilo biologický virus pro sestavení supervýkonného počítače

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
4481
2
1

Od kvantových počítačů ke kvantovému internetu. Jak na to?

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
4209
4
1

První síť vzájemně propojených mozků vám umožní posílat myšlenky ostatním uživatelům…

  • Civilizace
  • IT Inovace
4218
3
2

Nvidia vyvinula AI systém, který umí generovat syntetické 3D skeny rakoviny mozku

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • Smart health
5125
4
0

V Hongkongu vyvinuli 4D tisk z keramických materiálů

  • 3D
  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
6304
4
3

MIT vyvinulo blockchainovou platformu, která bude hlídat policii a chránit naše soukromí

  • IT Inovace
  • Právo a regulace
  • Blockchain
4700
1
0

Nový niklový materiál u robotů eliminuje potřebu motorků a aktuátorů

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
3763
2
1

Umělá inteligence nyní vidí skrz zdi

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • Smart health
6356
5
1

Umělá inteligence od DeepMindu dokáže předvídat a zrekonstruovat 3D scénu z 2D obrazů

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • IT Inovace
3945
3
2

Člověk a AI se učí jeden od druhého a kvadruplegici ovládají avatary ve videohře…

  • Robotizace a AI
  • Smart health
  • IT Inovace
4938
4
3

Japonští vědci vymysleli „ultimátní“ metodu pro vytvoření super kvantového počítače

  • Civilizace
  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
6248
6
1

V Kalifornii začíná testování samořídících aut se vzdálenými lidskými operátory

  • Smarty city
  • IT Inovace
  • Právo a regulace
6336
6
2

Vědci nasadili kudlance nábožné 3D brýle a objevili novou formu stereoskopického…

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • IT Inovace
7506
3
1

Nové umělé protézy zprostředkují až 100 hmatových citů

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • Smart health
  • IT Inovace
6597
3
1

Nová technologie od Nissanu vám umožní ovládat auto prostřednictvím své mysli

  • Robotizace a AI
  • Smarty city
  • IT Inovace
6445
4
1

Mozkové implantáty americké armády vám změní náladu. Elektrickým výbojem

  • Robotizace a AI
  • Smart health
  • IT Inovace
6755
1
4

Pavel Kysilka: Emoční ekonomika aneb koho přejde smích?

Technologie začínají rozumět našim emocím a z této schopnosti se stává velký byznys. Emočně inteligentních aplikací se ročně prodá za desítky miliard dolarů a v příštích letech se jim prorokuje exponenciální růst.

  • Leadership a kultura
  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
7645
6
2

Odemkněte dveře rukávem. Nová technologie skladuje data ve vašem oblečení a bez elektroniky

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
  • Smart energy
6960
1
1

Obrovský kvantový úspěch. Mezi Pekingem a Vídní proběhl první „kvantový“ videohovor

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
6569
7
4

Vědci vynalezli akustické antény, vhodné pro mozkové implantáty

  • IT Inovace
4050
2
3

První telefon na světě, který nepotřebuje baterii. Energii sbírá z rádiových vln

  • IT Inovace
  • Smart energy
5574
2
3

Microsoft oznámil podporu pro vývoj nových blockchainových projektů

  • IT Inovace
  • Smart finance
5552
2
2

Vědci uložili a úspešně přehráli film nahraný do DNA

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
5582
3
2

Student za pomocí Wi-Fi vytvořil 3D hologram lidí z vedlejší místnosti

  • 3D
  • IT Inovace
9315
2
5

Senzory odhalí a lokalizují střelbu ze zbraně. Pomůžou tak dopadnout pytláky

  • Smarty city
  • IT Inovace
5470
3
1

Ovládne Microsoft svět kvantových počítačů?

  • Civilizace
  • IT Inovace
5722
3
3

IBM zpřístupnil na cloudu svůj kvantový procesor

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
7305
4
3

DNA úložiště již na 85% teoretického limitu

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
5198
2
2

Revoluční chytrá sluchátka přeloží až 37 jazyků

  • IT Inovace
6107
3
3

Koupí Apple Teslu a bude Elon Musk jeho novým CEO?

  • IT Inovace
7114
7
9

Interaktivní projektor od Sony promění jakýkoliv rovný povrch v dotykový displej

  • IT Inovace
  • Virtuální realita
4990
3
2

Nový metamateriál umí vytvořit hologramový obraz

  • 3D
  • IT Inovace
5493
2
1

San Diego se díky internetu věcí stává chytrým městem

  • Smarty city
  • IT Inovace
6218
2
1

Revoluční nanotisk z tekutých kovů posouvá možnosti elektroniky

  • Civilizace
  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
5857
3
1

První konstrukční plán na kvantový počítač na světě

  • Civilizace
  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
7280
8
3

Umělá inteligence se učí psát svůj vlastní kód tím, že krade z jiných programů

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
6100
6
2

Český SimpleCell expanduje s infrastrukturou pro Internet věcí do dalších 4 zemí

  • Smarty city
  • IT Inovace
  • Smart energy
6804
5
3

Google obvinil Uber z krádeže technologie samořídících aut

  • IT Inovace
  • Právo a regulace
  • Smart transportation
6802
3
2

Můžete skutečně identifikovat rakovinu prostřednictvím vyhledávače?

  • Smart health
  • IT Inovace
6374
2
1

KnuPath - nový 256 jádrový chip urychlí rozvoj umělé inteligence

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
5053
0
1

Larry Page investuje do projektů na létající auta

  • IT Inovace
  • Právo a regulace
  • Smart transportation
6964
1
2

Jeff Bezos chce stavět průmyslové zóny ve vesmíru, aby uchránil Zemi

  • Civilizace
  • Smarty city
  • IT Inovace
8070
0
1

Program Magenta od Googlu složil svou první píseň

  • Civilizace
  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
7586
5
2

3D vytištěná ruka umožňuje mladíkovi po amputaci hrát znovu basketbal

  • Robotizace a AI
  • 3D
  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
8534
1
3

O knihy v Singapurské knihovně se starají roboti

  • Robotizace a AI
  • Smarty city
  • IT Inovace
6512
0
1

Metamateriálová mikroelektronika bez polovodičů

  • IT Inovace
4043
0
2

Nejefektivnější superpočítač na světě od Nvidia

  • IT Inovace
3673
1
2

První fotonický neuromorfický čip pro AI

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
5125
0
1

Revoluční nanotechnologická miniaturizace pro elektroniku

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
4557
0
0

Magnet z 3D tiskárny s širokým potenciálem

  • 3D
  • IT Inovace
5201
1
0

Za 2 miliardy dolarů nahradí v ING roboti až 5800 bankéřů

  • Robotizace a AI
  • IT Inovace
5869
2
0

Posun v teleportování je krůčkem na dlouhé cestě ke kvantovému internetu

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
5782
1
0

SanDisk přichází s největší SD kartou na světě

  • IT Inovace
  • Virtuální realita
4648
1
0

Google hodlá získat převahu v kvantovém computingu

  • IT Inovace
  • Kyberbezpečnost
5285
1
0

Rychlé a levné optické úložiště od IBM

  • IT Inovace
3608
1
0

Máte už svůj vlastní satelit na oběžné dráze?

  • IT Inovace
  • Smart transportation
5725
1
0

Seznamte se s Surround 360! VR kameru od Facebooku v rozlišení 8K

  • IT Inovace
  • Virtuální realita
4729
1
0

Budou bakterie budoucím zdrojem čisté energie?

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
  • Smart energy
6327
0
0

Nanobot opraví obvody bez využití AI

  • Robotizace a AI
  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • Smart health
7705
2
1

Ultratenké solární články, které udrží i mýdlová bublina

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
  • Smart energy
6587
0
0

Nový 2D materiál by mohl zastínit grafen

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
4573
0
0

Ovládnou olympiádu v Tokiu 2020 roboti?

  • Robotizace a AI
  • Smarty city
  • IT Inovace
10244
1
0

Superodolný skleněný disk uchová data navždy

  • Genetika, Bio a Nanotechnologie
  • IT Inovace
4783
3
0
Zobrazit další články