V České republice se nedávno rozběhl první kvantový počítač, známý jako VLQ, který disponuje 24 supravodivými qubity. Tento revoluční stroj je umístěn v rámci národního superpočítačového centra IT4Innovations, jež se nachází na Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava (VŠB-TUO). Cílem tohoto projektu je poskytnout odborníkům a výzkumníkům příležitost vyzkoušet kvantový hardware bez jakýchkoliv nákladů; přístup k počítači je totiž zajišťován prostřednictvím grantů a výzkumných projektů.
V prvním kole bylo vybráno 16 projektů z různých domácích institucí, které se zaměří na využití kvantového počítače v řadě výzkumných oblastí. Účastníci mají možnost získat cenné zkušenosti s kvantovým výpočtem, což přispívá k rozvoji znalostí v této nově vznikající oblasti technologie. “Mám pracovní notebook, přes který jde prakticky veškerá má práce. V mém případě pro vytváření kvantových algoritmů používám standardní programátorské IDE, tedy vývojové prostředí,” říká Michal Belina z IT4Innovations, který přiblížil způsob, jakým kvantový počítač využívá.
Tento počítač umožňuje výzkumníkům psát kvantové algoritmy v programovacím jazyce Python, přičemž využívají specializované knihovny pro kvantové počítání. Tyto knihovny obsahují objekty reprezentující kvantové obvody a operace, které jsou následně překládány do instrukcí vhodných pro konkrétní kvantový hardware, v tomto případě pro VLQ. Popis podle Beliny zahrnuje také způsob, jakým se tyto instrukce transformují na mikrovlnné pulzy, které počítač následně vykonává, aby generoval výsledky.
Mezi vybrané projekty, které jsou v současné době vyvíjeny na českém kvantovém počítači, se nejvíce zaznamenává projekt QUASION pod vedením Ivana Zelinky. Ten se zabývá propojením umělé inteligence s návrhem a optimalizací kvantových algoritmů. Cílem tohoto projektu je posunout vývoj kvantového softwaru k metodám, které umožňují umělé inteligenci automaticky generovat nové struktury kvantových obvodů a optimalizovat je na základě reálných potřeb daného úkolu.
Současné kvantové počítače a algoritmy mají složité návrhy a vyžadují zohlednění mnoha aspektů, včetně topologie propojení qubitů, dostupných kvantových bran, koherenční doby a šumu. Vědci z Fakulty elektrotechniky a informatiky VŠB-TUO proto pracují na metodách, které automaticky generují a optimalizují kvantové obvody podle konkrétní úlohy a požadavků cílového kvantového procesoru. Tyto metody hodnotí nejen správnost výsledku, ale také efektivitu počtu a hloubky operací potřebných k dosažení správných odpovědí.
Vedle projektu QUASION vyniká v seznamu projektů také zaměření na odhalování falešných nahrávek. S rozvojem technologií, které umožňují vytvářet realistické manipulované audio a video, je stále naléhavější potřeba efektivních nástrojů pro detekci těchto podvodů. Kvantové počítače, díky svým jedinečným vlastnostem, mohou nabídnout nové metody analýzy a hodnocení nahrávek, které by mohly pomoci rozpoznat autentické a neautentické obsahy.
První krok do světa kvantového výpočtu tak přináší České republice nové obzory v oblasti výzkumu a komplexního porozumění kvantovým technologiím. S rostoucím počtem aplikací a projektů, které se budou na týdenní bázi vyvíjet, se kvantové počítače mohou stát klíčovým nástrojem pro vědce a inženýry, kteří budou v budoucnu schopni řešit složité úlohy, které dosud zůstávaly bez odpovědi.