Polska uruchamia komputer kwantowy – zainstalowany w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym (PCSS) PIAST-Q, który jest częścią sieci komputerów kwantowych EuroHPC. PIAST-Q jest pierwszym komputerem kwantowym uruchomionym w ramach tej sieci.
Obliczenia dzięki komputerów kwantowych to jedna z najbardziej obiecujących dziedzin informatyki, z którą może konkurować bodaj tylko sztuczna inteligencja. Jak swego czasu pisała Sylwia Błach, kwantowe komputery będą miały zastosowanie w wielu dziedzinach: odkrywanie leków, sekwencjonowanie genomu, kryptografia, meteorologia, nauka o materiałach, optymalizacja złożonych systemów, a choćby poszukiwanie pozaziemskiego życia.
Nic więc dziwnego, iż również Unia Europejska postanowiła stworzyć własną sieć takich komputerów – by nie zostać w tyle za USA i Chinami. Pierwszym elementem tej sieci jest właśnie PIAST-Q.
Polska uruchamia komputer kwantowy
Polski nowy komputer kwantowy jest oparty na technologii spułapkowanych jonów i został sfinansowany przez polski rząd oraz unijny program EuroHPC JU. Komputer będzie dysponował przeszło 20 tak zwanymi fizycznymi kubitami.
„Dzisiaj w Poznaniu oddajemy do użytku komputer kwantowy PIAST-Q, działający w oparciu o technologię spułapkowanych jonów (..) Nowy sprzęt na światowym poziomie wspiera zarówno dotychczasowe, jak i nowe działania w zakresie m.in. kwantowej optymalizacji, kwantowych badań materiałowych oraz kwantowego uczenia maszynowego”, powiedział podczas inauguracji wiceminister cyfryzacji Dariusz Standerski.
Komputer będzie integrowany z klasycznymi systemami superkomputerowymi, aby udoskonalić hybrydowe podejścia do obliczeń kwantowo-klasycznych. Jak już wcześniej pisaliśmy, w tym celu PCSS skorzysta z technologii CUDA-Q od Nvidii.
To niejedyny polski projekt w dziedzinie technologii kwantowej. Budowy infrastruktury pod obliczenia kwantowe podjęło się również konsorcjum pod przewodnictwem Politechniki Warszawskiej i pod nadzorem Wojsk Obrony Cyberprzestrzeni.
Komputery kwantowe. Czym są i czemu są ważne?
A czym w ogóle jest komputer kwantowy? To zaawansowane urządzenie obliczeniowe, które do przetwarzania informacji wykorzystuje zasady mechaniki kwantowej, takie jak superpozycja i splątanie kwantowe. W odróżnieniu od klasycznych komputerów, które operują na bitach (mogących przyjmować wartość 0 lub 1), komputery kwantowe korzystają z kubitów – jednostek informacji, które mogą być jednocześnie w stanie 0, 1 lub w dowolnej superpozycji tych stanów. Dzięki temu jeden kubit niesie w sobie znacznie więcej informacji niż klasyczny bit, a komputer kwantowy może wykonywać wiele obliczeń jednocześnie
Choć technologia komputerów kwantowych pozostało w fazie rozwoju, już dziś wiadomo, iż ich potencjał jest ogromny i obejmuje wiele dziedzin. Komputery kwantowe mogą na przykład modelować reakcje chemiczne i zachowanie molekuł na poziomie kwantowym, co pozwoli na szybsze opracowywanie nowych leków, materiałów czy katalizatorów – zadania nieosiągalne dla klasycznych komputerów.
Dzięki swojej mocy obliczeniowej, komputery kwantowe mogą w przyszłości łamać w tej chwili stosowane zabezpieczenia kryptograficzne, ale też tworzyć nowe, znacznie bezpieczniejsze metody szyfrowania informacji. Na przykład kwantowy algorytm Shora pozwala na szybką faktoryzację liczb całkowitych, czyli ich rozkład na czynniki pierwsze. Nie jest znany efektywny klasyczny algorytm na faktoryzację – i na tym opierają się algorytmy szyfrujące takie jak RSA. Więc z jednej strony utracilibyśmy obecną infrastrukturę szyfrowania, ale z drugiej – taka jest nadzieja – stworzylibyśmy nową, jeszcze bezpieczniejszą.
Zakłada się również, iż komputery kwantowe będą w stanie rozwiązywać złożone problemy optymalizacyjne, takie jak planowanie tras logistycznych, zarządzanie sieciami energetycznymi czy optymalizacja procesów produkcyjnych – szybciej i efektywniej niż tradycyjne systemy.
Obliczenia kwantowe mogą ponadto znacząco przyspieszyć rozwój zaawansowanych algorytmów AI, umożliwiając analizę i uczenie się na podstawie znacznie większych zbiorów danych niż obecnie.
Źródło zdjęcia: Steve Jurvetson
