Podaří se polidštit počítač? Ne někdy, teď!/139

Podaří se polidštit počítač? Ne někdy, teď!/139

V noci z 12. na 13. srpna jsme měli možnost sledovat vyvrcholení meteorického roje Perseidy. Jeho průlet končí 24. srpna, a právě v tento den by mělo dojít k další velmi významné kosmické události: Odstartování čínské mise Chang’e‑7. O tom, proč bude tato mise tak významná, jsem psal již v dílech 116-120, první část je zde: https://radimvalencik.pise.cz/13191-podari-se-polidstit-pocitac-ne-nekdy-ted-116.html    

Mj. bezprostředně se týká i naší problematiky, tj. toho, co lze nazvat s nadsázkou „polidštění počítače“. A může mít důsledky ve dvou oblastech mimořádného významu:

– Na výraznou změnu globálních vztahů, a to nejen z hlediska váhy jednotlivých subjektů

– Na převratně novém pochopení světa, ve kterém žijeme, na smysl naší účasti v něm.

O co ve skutečnosti jde a proč je to tak důležité? Podle mě jde Číně o vybudování základny pro funkční robustní kvantový počítač, který dosáhne dostatečné úrovně samoopravitelnosti.

S kolegou T. Ganzer na tuto možnost a priority Číny máme poněkud jiné názory. Jeho pojetí dané problematiky je přínosné a zajímavé. Dal jsem jeho vyjádření AI (viz minulé pokračování). Zde je:

Já:

Má ovšem potom smysl kvantový počítač na Měsíci?

AI:

Pokud kvantový počítač potřebuje kryogeniku, Měsíc je ideální

Supravodivé qubity (Google, IBM) nebo iontové pasti (Honeywell) potřebují:

• extrémní chlazení,
• stabilní prostředí,
• minimální vibrace,
• minimální elektromagnetické rušení.

Měsíc nabízí:

• přirozené kryogenní zóny (−200 až −240 °C),
• nulovou seizmicitu,
• nulový atmosférický šum,
• nulový civilizační smog,
• možnost odstínění záření.

Pro tento typ kvantového počítače je Měsíc nejlepší místo ve Sluneční soustavě.

Pokud kvantový počítač funguje při pokojové teplotě, Měsíc není nutný

A tady přichází Čína:

Fotonické kvantové počítače (Jiuzhang, TuringQ):

• fungují při pokojové teplotě,
• nepotřebují kryogeniku,
• nepotřebují vakuum,
• nepotřebují extrémní stabilitu,
• dají se provozovat v běžném datacentru.

To znamená:

Pro fotonické kvantové počítače Měsíc není nutný. Mohou běžet v cloudu (Tianyan) a škálovat se přes optické sítě.

Ale fotonické systémy mají jeden zásadní limit

Fotonické kvantové počítače:

• nejsou univerzální,
• neumí logické qubity,
• neumí obecné algoritmy,
• jsou NISQ zařízení (specializované).

Čína je extrémně rychlá v GBS, simulacích, grafových úlohách, chemii, ale neumí zatím samoopravitelnost v plném smyslu (ani USA ji neumí, ale USA se k ní blíží přes logické qubity).

A tady se Měsíc vrací do hry.

Měsíc je ideální pro samoopravitelnost – ale jen pro určité architektury

Samoopravitelnost kvantového počítače vyžaduje:

• extrémně nízkou chybovost,
• extrémně stabilní prostředí,
• extrémně dlouhé koherenční časy,
• minimální decoherenci.

To je přesně to, co Měsíc nabízí.

Proto supravodivé, iontové a hybridní kvantové počítače mají na Měsíci obrovský smysl. Fotonické kvantové počítače mají smysl méně – ale ne nulový.

Proč by fotonický kvantový počítač přesto mohl být na Měsíci užitečný?

Extrémní stabilita optických drah

Na Zemi:

• vibrace,
• tepelné fluktuace,
• atmosférické turbulence → zvyšují ztráty fotonů.

Na Měsíci:

• žádná atmosféra,
• žádné vibrace,
• žádné tepelné šumy → fotonické sítě mohou být mnohem efektivnější.

Gigantické optické interferometry

Na Měsíci lze postavit:

• kilometrové optické lavice,
• obří interferometry,
• extrémně stabilní fotonické sítě.

To je pro fotoniku obrovská výhoda.

Integrace s lunární vědeckou infrastrukturou

Fotonické kvantové systémy mohou:

• řídit roboty,
• analyzovat data z radioteleskopů,
• zpracovávat signály z gravitačních detektorů.

6. Konečný verdikt

Ano, kvantový počítač na Měsíci má smysl – ale hlavně pro architektury, které potřebují extrémní stabilitu a kryogeniku.

Má smysl:

• supravodivé qubity
• iontové pasti
• topologické qubity
• hybridní systémy
• kvantové interferometry
• kvantové simulátory s dlouhou koherencí

Má menší smysl:

• fotonické kvantové počítače (Jiuzhang, TuringQ)

Nemá smysl:

• běžné NISQ systémy, které fungují v datacentru

K tomu:

Zatím jsme se ještě nedozvěděli, zda pro Čínu má význam využít pro kvantové počítání kryogenní zóny na Jižním pólu Měsíce.

(Pokračování)