Ostrava - V národním superpočítačovém centru IT4Innovations při VŠB-Technické univerzitě Ostrava byl dnes slavnostně spuštěn první kvantový počítač v Česku. Počítač pojmenovaný VLQ je v Evropě druhým veřejně dostupným takovým počítačem. Kvantové počítače dokážou například vyřešit úlohy, které by pro klasické počítače byly časově příliš náročné, řekl novinářům ředitel IT4Innovations Vít Vondrák.
Fotogalerie
VLQ bude dostupný pro evropské výzkumné instituce, univerzity, průmyslové firmy i veřejný sektor. Počítač stál zhruba 125 milionů korun. Polovinu nákladů zaplatil společný evropský podnik pro vysoce výkonné počítání EuroHPC JU, druhou polovinu evropské konsorcium LUMI-Q, které počítač bude provozovat a do nějž jsou zapojeny Česko, Belgie, Dánsko, Finsko, Nizozemsko, Norsko, Polsko a Švédsko.
"Budeme ho využívat pro účely české výzkumné komunity, ale samozřejmě jsme připraveni poskytovat kapacity i privátnímu sektoru, případně veřejnému sektoru," řekl Vondrák. VLQ umožní zkoumat nové algoritmy a aplikace kupříkladu v oblasti kvantového strojového učení, při vývoji léků a vakcín, navrhování nových materiálů, optimalizaci dopravy či v bezpečnosti a obraně.
"Potenciál kvantových počítačů je obrovský. Dneska jsme ale někde na počátku,“ řekl Vondrák. Jedna z prvních aplikací, které se v Ostravě připravují, se bude věnovat čištění družicových snímků. "Nachází využití i v kryptografii, kde umožní výzkum nového typu šifrování a podobně. Zkoušíme i zajímavé úlohy v případě například materiálového výzkumu nebo vývoje léčiv, které jsou založené na kvantově mechanických výpočtech," řekl ředitel.
Kvantový počítač ale neumí efektivně řešit některé úlohy, které umí řešit klasické počítače, proto oba typy počítačů propojují. "Části výpočtů, které se více hodí na klasické počítače, běží tam a ty, které jsou více vhodné na kvantové, tak se posunou na kvantové počítače. Toto je asi v tuto chvíli, řekněme, nejvíce přínosný přístup, který by mohl přinést poměrně brzy nějaké opravdu reálné aplikace využití kvantových počítačů. A to je mimochodem i náš případ, protože propojujeme (superpočítač) Karolinu s kvantovým počítačem VLQ," řekl Vondrák.
VLQ disponuje 24 fyzickými qubity s unikátní hvězdicovou topologií. Tato technologie nabízí spojení mezi qubity, které výrazně zvyšuje efektivitu kvantových výpočtů, a tím odlišuje VLQ od konkurenčních strojů.
"Kvantové počítače mají obrovský význam pro velmi složité úlohy, které mají exponenciální složitost," řekl Vondrák. Jak složitost úloh roste, pro klasické počítače se stávají nemožnými k řešení, nebo by to trvalo příliš dlouho. "Kvantové počítače jsou schopny to vyřešit. Proto by znamenalo širší nasazení kvantových počítačů obrovský průlom v různých oblastech, v materiálových vědách, ve vývoji léčiv... Zatím jsme na počátku téhle cesty, nicméně musíme začít s tím dělat, musíme pochopit, jak to funguje, musíme vyvíjet algoritmy i technologie," řekl.
Jako příklad uvedl rozklad prvočísel, který je základem kryptografie. "Zatímco klasické počítače s tím mohou pracovat měsíce, roky, aby tento rozklad udělaly, kvantové počítače se mohou dostat na minuty," řekl Vondrák.
Kvantové počítače podle něj používají úplně jiný styl uvažování než klasické počítače. "To pochopitelně s sebou přináší velmi důležitý krok, a to je vzdělávat lidi, aby uměli s nimi pracovat, aby je uměli programovat. Je potřeba do toho vložit velké úsilí, abychom takovéto mladé odborníky měli," řekl ředitel.
Prorektor VŠB-TUO pro vědu, výzkum a doktorská studia Jan Platoš řekl, že informatika je dlouhodobě nejúspěšnější obor, který škola má, a zájem studentů o zaměření na kvantové výpočty každým rokem roste. "To, že máme fyzicky ten počítač přímo v Ostravě, je skvělé lákadlo pro studenty, protože nejenom že na tom můžou počítat, ale zároveň ho můžou i vidět," řekl prorektor.
Národní superpočítačové centrum IT4Innovations je výzkumným, vývojovým a inovačním centrem v oblasti vysoce výkonného počítání (HPC), datových analýz (HPDA), kvantového počítání (OC) a umělé inteligence (AI) a jejich využití v dalších vědeckých, průmyslových i společenských oborech. Od roku 2013 provozuje nejvýkonnější superpočítačové systémy v Česku. Poskytuje je jak českým, tak zahraničním výzkumným týmům z akademické i soukromé sféry.
Experti: Česko není dost připravené na rizika spojená s kvantovými počítači
Firmy a stát by se měly intenzivně začít zabývat riziky spojenými s kvantovými počítači. Technologie by na digitálních zařízeních mohly do pěti let prolomit dnes nejvíce využívané asymetrické šifrování, což by znamenalo, že by přestala být bezpečná většina internetové komunikace, od bankovnictví a e-mailů až po státní tajemství. Dnes o tom informovali na tiskové konferenci zástupci společností IBM a ITS a Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT). Připravenost Česka na tuto hrozbu je podle nich zatím velmi malá.
V národním superpočítačovém centru IT4Innovations při VŠB-Technické univerzitě v Ostravě byl dnes spuštěn první kvantový počítač v Česku, který je druhým veřejně dostupným takovým počítačem v Evropě. Kvantový počítač dokáže vyřešit úlohy, které by pro klasické počítače byly časově náročné.
Postkvantová doba, kdy bude kvůli výkonným kvantovým počítačům nutné změnit zabezpečení, nastane podle Martina Švíka z IBM relativně brzy. Situaci by mělo vyřešit zavedení nových algoritmů. Na vývoji třech ze čtyř algoritmů, které jsou standardizované americkým Národním ústavem pro normy a technologie (NIST), se podílela společnost IBM.
NIST nařídil americké vládě, aby do roku 2032 zabezpečila systémy postkvantovou kryptografií. Český Národní úřad pro kybernetickou a informační bezpečnost hovoří o tomto doporučení ve výhledu dvou tří let.
V řadě firem o rizicích, která s sebou nese používání starého šifrování v době kvantových počítačů, nevědí důležití lidé, uvedl Lumír Srch z ITS. "Pokud se tomu firmy nebudou věnovat, ohrožují samy sebe, ale také svoje zákazníky," řekl. Firmy podle něj musí obměnit technologie, protože nebude možné spoléhat na to, co fungovalo doposud.
"Ta nejvíce používaná asymetrická šifra RSA byla vyvinutá v roce 1976. Pokud jsme měli větší výpočetní výkon počítačů, tak se zdvojnásobila délka šifry," uvedl Švík. Výpočetní výkon kvantových počítačů je exponenciální.
"Západní Evropa se na to připravuje mnohem více než východní," řekl Švík s tím, že v postkvantové kryptografii je na tom východní Evropa špatně. Jako zemi, která se na situaci nejlépe připravuje, označil Holandsko, kde stát hledá projekty a partnery, kteří mu pomohou, protože stát ani firmy se na to samy připravit nedokážou. Chybí specialisté a metodologie.
Přispět k řešení situace v Česku může spolupráce společností IBM a ITS s ČVUT, dalšími univerzitami a Akademií věd ČR v Kvantovém inovačním centru. "Můžeme od IBM využívat výpočetní část na kvantovém počítači a od partnera ITS máme k dispozici unikátní hardware a software na postkvantovou kryptografii," popsala spolupráci prorektorka ČVUT Veronika Kramaříková. ČVUT také letos otevřela akreditovaný obor Kvantová informatika.
Firma International Business Machines Corporation, zkráceně IBM, byla založená v roce 1911. V 80. letech začala s výrobou osobních počítačů. Tuto divizi prodala v roce 2005 firmě Lenovo Group. V dnešní době se soustředí hlavně na vývoj v segmentu nejnovějších technologických trendů.
