Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Jak se vyznat v algoritmech pro kvantové počítače?

Kvantové technologie zažívají boom. Spolu s ním také výrazně roste počet odborných publikací, které tuto technologii zkoumají.

Od 100stránkových článků přiznávajících, že algoritmy bude možné nasadit nejprve za 10 let, až po třístránkové zprávy oznamující zdařilou implementaci algoritmů, avšak s velmi omezenými výsledky.

Jen málo odborných článků splňuje obojí, a tak je i pro řadu odborníků náročné se zorientovat v problematice algoritmů pro kvantové počítače.

Tuto mezeru se snaží zaplnit nová přehledová studie Jakuba Marečka z Centra umělé inteligence FEL ČVUT a dalších 44 autorů z univerzit i soukromého sektoru…Studii s názvem „Výzvy a příležitosti v kvantové optimalizaci“ otiskl renomovaný magazín Nature Reviews Physics.

Jakub Mareček z Centra umělé inteligence FEL ČVUT, foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Jakub Mareček z Centra umělé inteligence FEL ČVUT, foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Proč a kdy?

Kvantové počítače jsou vhodné na řešení některých složitých úloh, které by klasickým počítačům trvaly dlouho, nebo by je nedokázaly vyřešit vůbec…Často uváděným příkladem je luštění zašifrovaných zpráv, ačkoliv některá populární podání této úlohy nejsou zcela věrohodná.

Dalším takovým příkladem jsou optimalizační úlohy, které mají za cíl najít nejlepší možné řešení – třeba nejrychlejší trasu na mapě s ohledem na dopravní situaci nebo vhodné využití rozpočtu.

A právě na optimalizační algoritmy se zaměřuje nová studie. Mapuje různé přístupy k optimalizaci a nabízí jejich srovnání i predikce dalšího vývoje.

České vysoké učení technické v Praze, které patří k největším a nejstarším technickým vysokým školám v Evropě, se logicky zajímá o kvantové technologie. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
České vysoké učení technické v Praze, které patří k největším a nejstarším technickým vysokým školám v Evropě, se logicky zajímá o kvantové technologie. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Pomoc až 1121 qubitů

Autoři také upozorňují na největší výzvy oboru. „Abychom využili výhody kvantových počítačů, bude potřeba provést ještě celou řadu výzkumů.

A nemůže zůstat jen u teoretického bádání,“ upozorňuje Jakub Mareček z Centra umělé inteligence FEL ČVUT. „Klíčové budou experimenty, práce s reálnými technologiemi a ověření našich hypotéz v praxi.

I proto jsem rád, že ve skupině máme firmy jako IBM, které kvantové počítače vyvíjejí, rozumějí jim a ochotně s námi sdílejí své poznatky,“ dodává. Díky tomu může skupina dr. Jakuba Marečka využívat pro výzkumné účely počítače IBM Q, které mají až 1121 qubitů.

Na některé operace jsou lepší kvantové počítače, na některé ty klasické. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Na některé operace jsou lepší kvantové počítače, na některé ty klasické. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Hledání optim

Zatím ale ani počítače IBM Q nejsou schopny qubity udržovat dostatečně dlouho koherentní, aby překonaly nejlepší dostupné klasické počítače.

Ty dokážou řešit konvexní optimalizační problémy, kde lokální optima jsou globálními optimy, v dimenzích 1020 i větších, které kvantové počítače podle odhadu vědců v příštím desetiletí ještě řešit nezvládnou.

Vědci však ve studii pro Nature Reviews Physics identifikují oblasti, ve kterých by kvantové počítače mohly již brzy překonat nejlepší klasické počítače, zejména v práci s nekonvexními optimalizačními problémy a optimalizačními problémy s neurčitostí. Studie je výsledkem několikaleté spolupráce mezi experty napříč obory, jako je matematika, informatika a fyzika.

Akademickou obec ve skupině kromě FEL ČVUT zastupuje také Massachusettský technologický institut (MIT), Švýcarský federální technologický institut v Lausanne (EPFL), Technická univerzita v Berlíně a další. Do výzkumu se zapojily také firmy E.ON, Erste Bank, HSBC, IBM a Volkswagen.

Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Související články
Stíhací pilot a člen záložního týmu astronautů Evropské kosmické agentury (ESA) Aleš Svoboda nastoupil do druhé etapy své přípravy na budoucí misi do vesmíru. Osm týdnů intenzivního tréninku v Kolíně nad Rýnem i dalších evropských lokalitách mu přineslo nové zkušenosti – od navrhování a řízení kosmických misí přes základy aerodynamiky a orbitální mechaniky až po […]
Když se člověk řízne, rána se obvykle zacelí a na místě zůstane jizva. Na kůži jde o více či méně estetický problém, pokud se však jizvy objeví na plicích, mohou zabíjet. Zjizvená, tj. fibrotická tkáň totiž neumožňuje průchod kyslíku.   Některou z forem plicní fibrózy v Česku trpí tisíce lidí a každý rok jich dalších přibližně 150 […]
Ještě nedávno byla vnímána jako podpůrná technologie k obnovitelným zdrojům. Dnes se z velkokapacitních bateriových úložišť stává klíčový prvek energetického řízení v průmyslu i obchodu. Pomáhají vyrovnávat odběrové špičky, chrání provozy před výpadky a otevírají cestu k větší energetické soběstačnosti. Baterie v srdci logistiky Distribuční centra a sklady patří k místům s obrovskými energetickými nároky. […]
Už 250 let se v samém srdci Prahy rozprostírá zelená oáza, kde se potkává historie s vědou a tropické palmy s českým jetelem. Botanická zahrada Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy letos slaví 250 let od svého založení – a připravila oslavy, které slibují nejen pohled do minulosti, ale i ochutnávku současného výzkumu a trochu té botanické […]
reklama
Historie
Cechmistr musel vést příkladný život
Mezi svými cechovními druhy se těší velké vážnosti. Takové, že ho ostatní následují i do boje, když je to třeba. Jistý Vodička, představený cechu řezníků, v roce 1310 vede jeho členy do bitvy o Prahu, kterou svádí Jan Lucemburský s Jindřichem Korutanským. Za odměnu bude povýšen na pražského primátora.   Cechy, které sdružují zástupce konkrétních […]
Zkamenělá nacistická ideologie: Prora rekreanty nikdy nepřivítala
Nacisté chtějí mít všechno pod kontrolou. Na Němce dohlížejí i v jejich volném čase a snaží se jim plánovat dovolenou. Pro tyto účely se rozhodnou na ostrově Rujána vybudovat obří rekreační areál.   Za monstrózní projekt je zodpovědná nacistická organizace Kraft durch Freude (Radostí k síle), starající se o volný čas pracujících. Osm ubytovacích bloků […]
Kdo ovládne bitvu o stovku?
Od chvíle, co na silnici vyjede první automobil, se jeho konstruktéři i majitelé předhánějí v tom, kdo pojede rychleji.   Do dějin se nejprve zapíše anglický prodejce vozů Benz Walter Arnold, který je policejním strážníkem 8. ledna 1896 v hrabství Kent přistižen, když se řítí po silnici závratnou rychlostí 13 kilometrů v hodině. Policista ho s vypětím všech […]
Právník uprchl z vězení v bedně na knihy
V nohou má křeč, napětím ani nedýchá. Už několik hodin leží namačkán v jen asi metr dlouhé dřevěné schránce. Jakmile škvírami v bedně pronikne dovnitř závan mořského vzduchu, s úlevou si oddychne: „Konečně svoboda…“   Patří k nejvšestrannějším učencům své doby. Má zkušenosti jako vysoký funkcionář v nizozemských provinciích a následně jako švédský diplomat ve Francii. Kromě toho se […]
Zajímavosti
QR kód: Černobílé kostičky ukrývají poselství
Používáme ho denně, jen někteří ale tuší, že původně byl určen k úplně jiným účelům. Dnes je QR kód nedílnou součástí moderní doby.   Co zkratka QR znamená? Dvě písmena ukrývají spojení „quick response“, což v angličtině znamená „rychlá odpověď“. Zrození technologické vychytávky nastává v japonské společnosti Denso Wave, která se zaobírá výrobou automobilových komponentů pro […]
Mihotavé plamínky: Od kdy si svítíme svíčkami?
Před vynálezem svíček lidé osvětlovali své domovy a cesty ohněm, pochodněmi a lampami. Nejstarší dosud nalezený svícen pochází z etruské hrobky v italském Orvietu, datované do 7. století př. n. l. Tyto první archeologické důkazy však neznamenají, že si naši předkové nevyráběli svíčky ještě mnohem dříve.   Svícny se objevují i na mnoha dalších archeologických […]
Důkaz lásky: První zásnubní prsteny měli už v antice!
Když zásnubní prsten, tak s diamantem! Je to zkrátka klasika. Ale před koncem 19. století jsou diamantové zásnubní prsteny neobvyklé. To tradice nošení zásnubních prstenů je mnohem delší. Sahá dokonce až do antického Říma!   Římská starověká pravidla jsou důvodem, proč zásnubní prsten nosí pouze ženy. Tehdy totiž symbolizuje, které jsou pro potenciální nápadníky už […]
Tajemná stavba v Cornwallu: Zasedali tu rytíři kulatého stolu?
Když místní v 16. století stavbu objeví, jsou ohromeni. Jde o základy obrovské budovy ztracené v bodminských blatech. Lidé mají záhy jasno – protože historie v té době sahá maximálně k bájnému králi Artušovi, je stavba dedikována jemu.   Bodminská blata na západě Anglie jsou ponuré místo plné starodávných tajemných staveb. Tomu všemu vévodí obrovská síň, veliká zhruba […]
Záhady a napětí
Temné obavy herce Randyho Quaida: Pronásledovali ho nájemní vrazi z Hollywoodu?
Americký herec Randy Quaid má všechno. Tedy alespoň do chvíle, než začne tvrdit, že po něm i jeho ženě Evi jde tajná organizace. Skupina „Star Whackers“, prý tvořená elitou Hollywoodu, má podle něj na svědomí smrt několika hollywoodských herců: Heatha Ledgera, Davida Carradina a dalších. Byli Quaid se svou ženou na seznamu dalších obětí, jak […]
Hrobka faraona Psusennese: Tajemnější než legendární Tutanchamon?
V Egyptském muzeu v Káhiře, jen pár vitrín od slavného Tutanchamona, spočívá za sklem archeologický nález, který v návštěvnících budí úžas. Nádherný stříbrný sarkofág je snad ještě zajímavější než ve zlatě vyvedená maska Tutanchamona, a přesto jej nikdo nezná. Proč tomu tak je? A kdo byl faraon, jehož tělo v něm kdysi odpočívalo?   Píše se březen roku 1940. […]
Smrtící ostrov Gruinard: Britská vláda ho úmyslně zamořila antraxem!
Malý skotský ostrov Gruinard je za druhé světové války bombardován sporami antraxu, což z něj na dlouhé desítky let učiní jedno z nejnebezpečnějších míst na světě. Vstup na ostrov je od té doby přísně zakázán. Po dekontaminaci je sice prohlášen za bezpečný, pochybnosti ale zůstávají. A ještě zesílí poté, co ostrov v roce 2022 zachvátí […]
Děsivé noční setkání: Objevil se před autem soví muž?
Je hluboká temná noc a na venkovské silnici projíždí osamělý vůz. Manželský pár sedící uvnitř hrůzou zkamení, když se v září světlometů na silnici před nimi objeví záhadný tvor. Má lidské tělo a mohutná křídla, která náhle roztáhne, vznese se do výšky a zmizí ve tmě. Co to mohlo být? Setkali se manželé s nějakým […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Barevný podzim v srdci Šumavy
epochanacestach.cz
Barevný podzim v srdci Šumavy
Příroda je tu tak divoce veselá, až se vám chce radostí vykřiknout. V tomto období navíc září pestrou škálou barev. Šumavské Povydří si v tento čas nelze nezamilovat. Hluboké údolí řeky Vydry charakterizují husté šumavské hvozdy a neustále zvonivě zurčící voda, která vede vašekroky lépe než nějaká GPS. Naučná stezka Povydří je jedna z nejkrásnějších,
Divadlo BRAVO! slaví sté výročí Armagedonem: Nový cirkus, humor a úvahy o konci světa
panidomu.cz
Divadlo BRAVO! slaví sté výročí Armagedonem: Nový cirkus, humor a úvahy o konci světa
PRAHA – Divadlo BRAVO! (dříve Branické divadlo) si ke stému výročí založení nadělilo inscenaci, která tematicky míří k tomu nejzazšímu horizontu lidské existence: ke konci světa. Premiéra inscenace Armagedon: Poslední derniéra, v níž se snoubí nový cirkus, tanec a mluvené slovo, nabídne divákům nevšední reflexi poslední hodiny života. Premiéra proběhne 14. listopadu 2025. Inscenace v režii Petra Horníčka a pod produkčním křídly souboru Losers
Kokrhání kohouta věstilo neštěstí
skutecnepribehy.cz
Kokrhání kohouta věstilo neštěstí
Odmala mám ráda slepice. Do chovu jsem si proto pořídila i pěkného, robustního kohouta, který mě ale postupem času přiváděl k údivu. Bydlím s manželem na vesnici v malém domku se zahradou, kde jsem donedávna chovala sedm slepic. Není nad čerstvá domácí vajíčka. Ta jsou velkým plusem, ale měla jsem zároveň moc ráda i slepice jako takové. Dávala jsem jim
Roanoke: Historie zmizelé kolonie v Severní Karolíně
enigmaplus.cz
Roanoke: Historie zmizelé kolonie v Severní Karolíně
V roce 1587 dorazila skupina více než 100 anglických osadníků na ostrov Roanoke, ležící u pobřeží dnešní Severní Karolíny. Vedl je guvernér John White, který měl za úkol založit první trvalou anglicko
Kosmické horizonty: Co přinese příštích 50 let ve vesmíru?
21stoleti.cz
Kosmické horizonty: Co přinese příštích 50 let ve vesmíru?
Zpráva Space: 2075, kterou nedávno publikovala britská Royal Society, přináší odvážný, ale vědecky podložený pohled na to, kam se může lidstvo v příštím půlstoletí posunout v oblasti kosmického výzkum
Ledová káva s vůní kokosu
tisicereceptu.cz
Ledová káva s vůní kokosu
V horkých dnech je sklenice ledové kávy přesně to, co k pořádnému relaxu potřebujete. Tahle je navíc luxusní a bez laktózy. Ingredience 500 ml espressa 500–750 ml kokosového mléka 2–4 lžíce me
Po smrti matky spadl Pitt na dno. Kdo ho utěší?
nasehvezdy.cz
Po smrti matky spadl Pitt na dno. Kdo ho utěší?
Herec z filmu Pán a paní Smithovi Brad Pitt (61) si prochází obrovsky těžkým obdobím. Odešla mu totiž na věčnost jeho milovaná maminka Jane Etta (†84), která mu byla celoživotní oporou. Byla to práv
Špičkový diagnostik Josef Thomayer spojuje vědu se srdcem
epochaplus.cz
Špičkový diagnostik Josef Thomayer spojuje vědu se srdcem
Lékař, učitel, vizionář. Josef Thomayer patří mezi nejvýraznější osobnosti české medicíny přelomu 19. a 20. století. Je mužem, který dává do své práce celou duši. Svůj talent piluje na studijních cestách po Evropě: ve Vídni, Berlíně, Paříži i Londýně, kde se setkává s tehdejšími špičkami medicíny. Místo pohodlného přebírání cizích postupů si Josef Thomayer (1853–1927)
Johann Strauss mladší se bál průvanu
historyplus.cz
Johann Strauss mladší se bál průvanu
Už za svého života byl tak slavný, že o něm hovořili jako o králi. Pokud mají valčíky své království, Johann Strauss mladší je v něm na věčné časy nezpochybnitelným panovníkem. Majitel vídeňského orchestru a skladatel Johann Strauss (1804–1849) má uměleckých genů na rozdávání. Hned tři jeho synové se vydávají na hudební dráhu. Nejmladší Eduard (1835–1916) i
Sklo jako působivý architektonický materiál
rezidenceonline.cz
Sklo jako působivý architektonický materiál
Velkoplošné prvky ze živého transparentního materiálu stavbu osvěžují, propouštějí do jejího nitra spoustu světla, a tím zlepšují kvalitu vnitřního prostředí. Navíc významně ovlivňují vzhled budovy. Tak jako dřevo a kámen v konstrukčních řešeních zdařile zastupuje ocel, výplně z cihelného či jiného zdiva zase velmi působivě nahrazuje sklo. Jeho vizuálního benefitu v podobě zrcadlení oblohy i
Krásy českých hor
nejsemsama.cz
Krásy českých hor
Když se vám nechce k moři ani do města, české hory vám nabídnou přesně to, co potřebujete. Ticho, vůni lesa a čas jen pro sebe. Naše české hory jsou pro všechny, bez rozdílu věku i fyzických schopností. Každý si tu najde tu svou trasu, která mu bude nejvíc vyhovovat. Jsou místem klidných procházek, posezení v
SEW: Největší hodinářská show střední Evropy opět žádá o pozornost
iluxus.cz
SEW: Největší hodinářská show střední Evropy opět žádá o pozornost
V elegantních sálech pražského paláce Žofín se 7. a 8. listopadu odehraje jedenáctý ročník výstavy výjimečných hodinek Salon Exceptional Watches. Exkluzivní setkání, kde se hodinky nestávají pouhým uk
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz