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
Její život je krátký. V létě trvá pouhých šest až osm týdnů. Za tu dobu navštíví desetitisíce květů, nalétá stovky kilometrů a vyrobí přibližně devět gramů medu – zhruba jednu čajovou lžičku. Sama o sobě se může zdát bezvýznamná. Teprve když se spojí s dalšími desítkami tisíc příslušnic svého včelstva, vznikne jeden z nejdokonalejších organismů […]
Připomíná to námět apokalyptického seriálu The Last of Us. A skoro mrazí při představě, že podobné horory probíhají v přírodě běžně – s tím rozdílem, že nejde pouze o infekce parazitickou houbou a že predátor dokáže ovládat jen vývojově nesrovnatelně jednodušší živočichy, než je člověk.   Najít skutečné zombie není nic nemožného ani v naší přírodě. […]
Do Českého Švýcarska se vrátil oheň. Plameny z jara jsou sice bezpečně uhašeny, znovu ale vzplály varovné hlasy volající po krocích, které by vzrůstající riziko lesních požárů do budoucna minimalizovaly.   Lesní požáry už nejsou problémem pouze vzdáleného Středomoří. S oteplujícím se klimatem, vysušenou krajinou a desetiletími lidských zásahů se z nich stává nový evropský normál […]
Výlet do australské přírody může na věci neznalého turistu působit jako idyla – žádné velké šelmy, možná jen pozor na hady. Jenže také na jedovaté pavouky a štíry a co už tuší málokdo, i na nenápadný keř se srdčitými listy. Stačí letmý dotyk a ozve se pronikavá bolest, která přetrvává i týdny.   Nenápadný tento […]
reklama
Historie
Pád Maximiliena Robespierra: Zuřivého jakobína nikdo nelitoval?
V horké letní noci trpí Robespierre krutými bolestmi. Zmítá se na lůžku a hlavou mu víří kolotoč myšlenek. Když se probere z mdlob, vzpomene si na jednu z pařížských jasnovidek, kterou před lety navštívil. Prorokovala mu tragický osud. Tehdy se jí vysmál.   „Robespierre to dotáhne hodně daleko,“ prohlásil o něm jiný významný francouzský revolucionář, Honoré de Mirabeau […]
Vařila prvorepubliková hospodyně podle sandtnerek?
Hospodyně Františka přemítá, co bude dneska vařit. Pracuje v rodině pana rady a ten má mlsný jazýček. Zalistuje proto rychle v jedné ze „sandtnerek“.    „Zaplaťpánbůh, že už nemusíme chodit s lístky,“ povzdechne si směrem ke služce, kterou má v kuchyni k ruce. Ještě v prvních letech nové republiky fungoval kvůli nedostatku zboží přídělový systém. […]
Úchvatné tiáry britské královské rodiny: Svatební klenot Alžbětě II. praskl
Budoucí královna Alžběta II. se 20. listopadu 1947 vdává za svého vyvoleného Filipa Mountbattena. Aby měla na obřad ve Westminsteru podle tradice „něco vypůjčeného“, její matka jí věnuje jedinečný šperk ze své soukromé kolekce – diamantovou tiáru královny Marie.   „Je to ošklivá špičatá tiára,“ zhodnotil klenot britský politik Sir Henry Channon (1897–1958), když si […]
Dal si doutníkový magnát postavit hrad jako z pohádky?
Střední Evropu v roce 1241 zle poplení Mongolové. Později obávaní kočovníci sice odtáhnou, všichni ale počítají s jejich návratem. Václav I. proto začne jednat. Na další případné řádění barbarů z východu se chce pečlivě připravit!   Český král Václav I. (1205–1253) přijme opatření, která mají posílit obranu jeho království. Zajistit hodlá především severní hranici. Na […]
Zajímavosti
Nejlepší úkryt pro Nobelovy ceny? Chemický roztok!
Po dvou dlouhých letech otevírá dveře své laboratoře. Oči prolétnou po stole, aby pak ulpěly na regálu, kde se nachází všemožné látky. Hledá žluto-oranžovou tekutinu, jakmile ji zahlédne, nesmírně se mu uleví. Teď může svůj plán dokončit.   Pod termínem aqua regia se skrývá směs s názvem lučavka královská. Svůj přídomek nemá pro nic za nic, […]
Upíří jelen: Seznamte se, kabar pižmový!
Vypadá jako jelen, vlastní dlouhé špičaté zuby, jeho pižmo najdeme v parfémech celého světa a narazit na něj je velice těžké. Tato charakteristika sedí na jediného zástupce zvířecí říše – kabara pižmového.   V Evropě ho jako první popíše švédský botanik Carl Linné (1707–1778), jenže v Asii o něm ví už celá staletí. Zvíře připomíná jelena, v kohoutku dosahuje […]
Ledová expedice: Jak dostat kostku ledu na Saharu
Arktický mráz, tři tuny ledu, jedno auto, tisíce kilometrů, písek a tropické vedro. To je ve zkratce zdánlivě nesplnitelná výzva, která se promění v úžasné dobrodružství a důkaz, že nic není nemožné.   Vše začíná na podzim 1958 jako hec. Rádio Luxembourg přichází s neobvyklou výzvou. Tomu, kdo dokáže dopravit ze severního polárního kruhu na […]
Smola: Voňavé a léčivé slzy stromů
Když se v lese přiblížíte k jehličnanům, můžete ucítit zvláštní vůni. Vychází z lepkavé látky, která vytéká z poraněného kmene. Kdysi lidé věřili, že právě v ní je síla stromu. Smola také patří k nejstarším surovinám, s nimiž lidstvo pracovalo.   Chrání strom před infekcí, hmyzem a vysycháním. Dá se říct, že je to přírodní […]
Záhady a napětí
Ďáblovo moře u Japonska: Mizí v asijském Bermudském trojúhelníku lodě ve spárech neznámé síly?
Jižně od japonských ostrovů se rozkládají vody, kterým se přezdívá Ďáblovo moře. Vypráví se o lodích mizejících beze stopy, podivných světlech, zrádných proudech i mořských dracích, kteří měli tyto končiny střežit už v dávných legendách. Je tichomořský Dračí trojúhelník skutečně prokletým místem, nebo se zde jen nebezpečná příroda proměnila v jednu z nejpůsobivějších námořních záhad? […]
Vražedný dům v Chicagu: Nejděsivější místo USA?
Na rohu ulic West 63rd Street a South Wallace Avenue v Chicagu stojí nenápadná pošta. Nemá žádný speciální nápis ani pamětní desku. A přesto prý místní zaměstnanci neradi chodí do sklepa. Právě tady totiž sídlil sériový vrah H. H. Holmes a také nejpropracovanější past na lidi v dějinách americké kriminalistiky.   Herman Webster Mudgett (1861–1896) přijíždí […]
Tragédie v Aberfanu: Předpověděla dívka smrtící sesuv půdy?
Ráno odchází do školy jako tisíce jiných dětí. Ještě předtím se ale svěří matce s podivným snem. Ve škole, kterou dobře zná, tentokrát nevidí budovu ani spolužáky. Místo nich se před ní tyčí cosi temného. O několik hodin později je mrtvá. Mohla devítiletá   Zahlédla vlastní osud? Dne 21. října 1966 se velšská vesnice Aberfan […]
Upírka z Dunaje: Žena, která chodila po vodě
Je pozdní noc a po hladině Dunaje kráčí žena. Neklesá, nezanechává vlny a pohybuje se tiše, jako by černá voda pod ní byla dlažbou. Muž, který ji z břehu pozoruje, ji údajně poznává, jenže Ruža Vlajna má být v tu chvíli mrtvá celé století. Vesnice Kisiljevo v severovýchodním Srbsku má s upíry nevyřízené účty.   […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Tiramisu s mascarpone a kávou
nejsemsama.cz
Tiramisu s mascarpone a kávou
Slavný italský dezert je ideální tečkou za rodinným obědem i slavnostní večeří a jeho příprava je jednodušší, než se může zdát. Ingredience pro 4 osoby: 250 g mascarpone 3 vejce 80 g cukru 200 g cukrářských piškotů 250 ml silné kávy 2 lžíce amaretta kakao na posypání Postup: Oddělte žloutky od bílků. Žloutky vyšlehejte s cukrem do světlé pěny a postupně do nich vmíchejte mascarpone, aby vznikl hladký
Strašidelná pláž Dumas: Je černý písek podhoubím, ze kterého roste zlo?
enigmaplus.cz
Strašidelná pláž Dumas: Je černý písek podhoubím, ze kterého roste zlo?
V indickém svazovém státu Gudžarát se nachází část pobřeží, které má hodně temnou pověst. Jistě k tomu přispívá i černý písek této pláže. Proč má pláž takové netypické zbarvení? Nakolik jsou pravd
Domácí ořechová granola bez cukru
tisicereceptu.cz
Domácí ořechová granola bez cukru
Vynikající a zdravá snídaně je tu! Suroviny Vždy 1 šálek – neloupaných mandlí kešu ořechů vlašských ořechů slunečnicových semínek semínek dýně rozinek 3 šálky ovesných vloček 1 lžíce mlet
Osamělá herečka Syslová všechno vzdala?
nasehvezdy.cz
Osamělá herečka Syslová všechno vzdala?
Nedávno se povídalo, že má Dana Syslová (80) blízkého přítele, který je jí oporou. Ale je to ještě vůbec pravda? V posledních dnech čím dál častěji mluví o svém odchodu. Dohnala ji snad samota? Půs
Prostor, který roste s dítětem
rezidenceonline.cz
Prostor, který roste s dítětem
Je to svět, který se vyvíjí a proměňuje od prvních dětských krůčků až po dospívání. Správně navržený pokoj podporuje bezpečí, kreativitu, soustředění i odpočinek a reaguje na každou etapu života a specifické potřeby dítěte. Pro nejmenší je klíčová jednoduchost, měkkost a bezpečí, proto by pokoj miminka měl působit především klidně a útulně. Předškolní věk je
Nedovolte mozku stárnout
panidomu.cz
Nedovolte mozku stárnout
Každý, komu je přes 25 let, by měl pravidelně procvičovat mozkové závity. V tomto období se totiž začíná zhoršovat paměť. Možná máte problém vzpomenout si na jméno kolegy z práce. Nebo marně v paměti lovíte název knížky, kterou jste nedávno přečetli. Je to opravdu tak, s věkem jako kdyby se paměť rozhodla stávkovat.   Cvičte
Harry Potter: The Exhibition. Neplecha zahájena…
21stoleti.cz
Harry Potter: The Exhibition. Neplecha zahájena…
Pražské Letňany se na půl roku proměnily v malý kus kouzelnického světa. Výstava Harry Potter™: The Exhibition přivezla do Česka originální filmové kostýmy a rekvizity, Bradavice, Hagridovu chýši i uč
Dovolte lásce, aby si vás našla
skutecnepribehy.cz
Dovolte lásce, aby si vás našla
Už jsem ani nedoufala, že mě něco tak krásného potká. Až v pětapadesáti jsem zažila lásku na první pohled. Poprvé jsem se vdávala, když mi bylo dvacet. Oba jsme byli mladí a byl to tak říkajíc sňatek z rozumu. Rodiče nás dali dohromady, Toník byl dobře zaopatřený mladý muž. Manželství nám oběma moc nesvědčilo, brzy jsme zjistili, že
Mrkev není jen oranžová. Její neuvěřitelný příběh začíná fialovou barvou
epochaplus.cz
Mrkev není jen oranžová. Její neuvěřitelný příběh začíná fialovou barvou
Když dnes vytáhneme ze země mrkev, většina z nás očekává sytě oranžový kořen. Jenže po většinu své historie je mrkev všechno možné, jen ne oranžová. Je fialová, žlutá, bílá, někdy dokonce téměř černá. Až díky stovkám let pečlivého šlechtění se z ní stává zelenina, bez které si českou zahradu ani nedokážeme představit. Její příběh je
Lapka Grasel si na panstvo netroufl?
historyplus.cz
Lapka Grasel si na panstvo netroufl?
Strhne ji z postele, sváže ji a krutě zbije. „Kde jsou peníze?“ naléhá Grasel na starou švadlenku. Když mu to neprozradí – ostatně ani nemůže, protože žádné nemá, spokojí se lupič s několika měďáky a štůčky látky. Zraněná žena pár dní nato umírá. Je to muž nebývale krutý. Jeho činy budí hrůzu ještě dlouho po jeho smrti
Poznejte údolí Desné: od Dlouhých strání po termální prameny
epochanacestach.cz
Poznejte údolí Desné: od Dlouhých strání po termální prameny
Jen málokteré místo v České republice nabízí tolik rozmanitých zážitků na tak malém území jako údolí řeky Desné v srdci Jeseníků. Během jediného dne můžete nahlédnout do útrob jedné z nejvýznamnějších vodních elektráren v Evropě, vydat se na horské hřebeny, projet se na koloběžce a den zakončit poznáváním památek ve Velkých Losinách nebo v termálním
Ford dává český fotbal do pohybu. Stává se novým partnerem FAČR
iluxus.cz
Ford dává český fotbal do pohybu. Stává se novým partnerem FAČR
Značka Ford se od srpna 2026 stává novým partnerem Fotbalové asociace České republiky. V rámci tříleté spolupráce zajistí mobilitu asociace, reprezentačních týmů i českého fotbalu v regionech. Partner
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