Road to Utility: české kvantové projekty prošly první konzultací s experty IBM
Devět výzkumných týmů z Konsorcia kvantových technologií – QIC představilo v úterý 6. října v Praze své projekty specialistům IBM Quantum. Technický workshop zahájil spolupráci v programu Road to Utility (R2U). Ten má české projekty dovést k výsledkům, které obstojí i v mezinárodní konkurenci.
Od nápadu k užitečnému výpočtu
R2U je cílený vědecký program IBM. Podporuje projekty, které se pouštějí do velkých a reálných problémů a hledají úlohy, kde může kvantový počítač nabídnout skutečnou výhodu oproti klasickým počítačům. Workshop otevřel Pedro Rivero, globální manažer a technický lídr týmu Quantum Algorithm Engineering v IBM. České komunitě složil poklonu: „Česko odvádí fantastickou práci.“
Cíl programu je jasný: projekty z QIC mají s pomocí Qiskitu a kvantového hardwaru IBM dospět k výstupům a publikacím s vysokým dopadem. V úvodní části inženýři IBM představili doplňky Qiskitu. Mezi nimi byl SQD pro výpočty vlastních hodnot energie, AQC-Tensor pro zkracování obvodů při simulaci časového vývoje a sada nástrojů pro zmírňování chyb. S týmy pak prošli kontrolní seznam toho, na čem kvantové projekty obvykle uspějí a kde naopak narážejí.
Devět projektů, od materiálů po logistiku
Hlavní část dne patřila samotným projektům. Výzkumníci z univerzit a ústavů Akademie věd sdružených v QIC představili devět návrhů a jednotlivé kroky mohli konzultovat přímo s odborníky z IBM.
Tematicky pokrývaly široké pole. Několik týmů se zaměřuje na fyziku materiálů, například na chování supravodivých a magnetických systémů, které je pro klasické počítače výpočetně velmi náročné. Další projekty míří do kvantové chemie, kde jde o přesnější výpočty energií molekul. Třetí skupina zkoumá optimalizační úlohy, kvantové strojové učení a aplikace ve financích.
Společným jmenovatelem byla střízlivost. Týmy otevřeně ukazovaly, co je ještě potřeba dořešit, od potlačení šumu na dnešním kvantovém hardwaru po pečlivé srovnání s nejlepšími klasickými metodami. Kvantová výhoda se totiž neprokazuje deklarací, ale porovnáním s tím, co zvládnou klasické počítače.
Kvantová optimalizace pro vojenskou logistiku
Obranný rozměr QIC zastupoval projekt Q-MILOG, který hledá cesty, jak kvantové výpočty využít při plánování vojenské logistiky. Prvním případem užití je rozvrhování přesunů konvojů. Zjednodušená verze úlohy odpovídá klasickému rozvrhovacímu problému, který patří mezi výpočetně nejtěžší. Pro kvantové počítače je zatím z velké části neprobádaný, a právě proto nabízí prostor pro zajímavé výsledky.
Autoři zdůrazňují realistická očekávání. Velké instance dnes kvantově vyřešit nelze, a tak se úloha musí rozložit na menší části a kombinovat s klasickými metodami. Téma zapadá do širšího rámce: NATO řadí kvantové technologie mezi prioritní nastupující a převratné technologie. Česko se navíc zapojuje do regionální spolupráce na zjednodušení přeshraničních vojenských přesunů.
Co bude dál
IBM nyní pošle týmům zpětnou vazbu k jejich návrhům a s týmy jednotlivých projektů se spojí napřímo. Pro české kvantové týmy to znamená něco, co samotný přístup k hardwaru nenabízí: individuální technické vedení od lidí, kteří kvantové algoritmy vyvíjejí.
