Ostravě se podařilo zařídit pěkný mezinárodní úspěch pro Českou republiku. Tamní národní superpočítačové centrum IT4Innovations bude hostit jeden z šesti evropských kvantových počítačů. Ostrava se úspěchem pochlubila už dříve a tento týden v Bruselu podepsala oficiální dokumenty.
Ostravský kvantový počítač vyjde na sedm milionů eur, tedy asi 170 milionů korun. Polovinu zaplatí Evropská komise a na zbytek se složí státy zapojené do konsorcia, jež budou tento stroj využívat. Jde o Finsko, Švédsko, Dánsko, Polsko, Norsko, Nizozemsko, Německo a Belgii. Česko je koordinátorem celé akce.
Konsorcium se konkrétně jmenuje LUMI-Q. Navazuje na uskupení LUMI, jehož jsme rovněž členy, které od loňského roku ve Finsku provozuje jeden z nejvýkonnějších superpočítačů světa. Vše spadá pod eurounijní aktivitu EuroHPC budující síť evropských superpočítačů a vlastních čipů postavených na architekturách RISC-V a ARM.
Součástí snah EuroHPC je vybudovat takzvané hybridní systémy – tedy superpočítače doplněné o kvantové přístroje. V Ostravě kvantový počítač napojí na tuzemský nejvýkonnější superpočítač Karolina.
„Klíčem k úspěchu bylo to, že jsme se aktivně zapojili do organizace LUMI. Zároveň v rámci sítě EuroHPC provozujeme Karolinu, takže jsme mohli nabídnout poptávanou hybridní infrastrukturu,“ popsal Lupě ředitel IT4Innovations Vít Vondrák.
Dvanáct supravodivých qubitů
To, jaký kvantový počítač přesně v Ostravě poběží, ještě není jasné. Češi připravili technické požadavky a Evropská komise skrze EuroHPC nejpozději koncem léta vypíše výběrové řízení. S dodávkou se pak počítá zhruba do roka.
Technická specifikace je zajímavá. LUMI-Q bude požadovat dvanáct až dvacet supravodivých qubitů zapojených do topologie hvězdy, kdy každý qubit může interagovat s každým. Výhodou má být minimalizace počtů operací swap, což umožní spouštění velmi hlubokých kvantových algoritmů.
Chladit se bude na milikelviny za kombinace tekutého dusíku a helia. Na korekci chyb se budou používat k tomu určené algoritmy. Zároveň je plán, že by počítač měl jít v budoucnu upgradovat, například na nový čip se sto qubity.
Evropská unie síť EuroHPC buduje mimo jiné jako součást alespoň částečné technologické suverenity. Není tedy vyloučeno, že v tendru bude chtít dát přednost lokálním výrobcům kvantových počítačů. Ty na bázi supravodivých qubitů mohou dodat zejména firmy IQM z Finska, QuantWare z Nizozemska nebo Parity QC z Rakouska. „IQM je nejvyspělejší,“ míní Michal Křelina, jenž mimo jiné na Lupě publikuje seriál Qubity.
Kvantové počítače a další technologie jsou řadou států brané za strategické odvětví. Díky tomu, že pracují s kvantovými stavy, mohou určité typy operací zpracovávat mnohonásobně rychleji než tradiční stroje. Je zde tedy potenciál v bezpečnosti, vojenském užití (šifrování), vědeckých průlomech a podobně. USA i proto prověřují investory, kteří chtějí do tamních kvantových firem investovat. Prošli si tím i čeští Tensor Ventures díky vložení peněz do amerického kvantového čipu.
Ostravský kvantový počítač se propojí se superpočítačem Karolina a případně dalšími superpočítači v LUMI-Q. „Málokteré problémy jsou vhodné na čistě kvantové výpočty,“ popsal Lupě Branislav Jansík z IT4Innovations. To, jak propojení bude vypadat, se ještě diskutuje. Zřejmě to bude přes síťový spoj a za využití API. Bude také nutné dělat pečlivější plánování využití zdrojů, kvantový stroj totiž nebude schopen obsluhovat více uživatelů najednou.
Domácí úkoly
Zbylá pětice evropských kvantových počítačů bude umístěna v Německu, Francii, Itálii, Barceloně a Polsku. LUMI-Q je největším konsorciem. Každý z těchto přístrojů by měl fungovat na jiném principu, aby se v Evropě daly zkoušet různé přístupy. Například Francouzi chtějí jít cestou fotoniky. Poláci stejně jako Češi využijí supravodivé qubity, ale ne v topologii hvězdy.
Získání kvantového počítače do Česka může být jedním z klíčových zlomů pro tuzemské prostředí. Česko má v kvantovkách slušné akademické zázemí, ale na rozdíl od jiných evropských států ho neumí překlápět do praxe a startupů. Někdy chybí infrastruktura, jindy odvaha či zájem vědců jít tímto směrem. Česko také nemá zastoupení v mnoha dalších evropských kvantových projektech.
Například americká společnost IBM, která je jedním z klíčových výrobců kvantových počítačů na světě, vyslovila zájem u nás vybudovat kvantové centrum. Podle informací Lupy je ale nejdříve nutné udělat „domácí úkoly“. Tým kolem ministryně pro vědu, výzkum a inovace Heleny Langšádlové (TOP 09) začal pracovat na národní kvantové strategii. Ta by zdejšímu prostředí měla dát rámec a gestora.
Češi u vývoje optického kvantového počítače
Kolem kvantové strategie se točí zejména lidé z ČVUT (Radek Holý a Igor Jex), kteří byli součástí letošních delegací do Jižní Koreje, Japonska, Spojených států nebo na Tchaj-wan. Domlouvali tam spolupráci.
Do strategie přispívá také Ostrava. Tamní superpočítač bude skrze organizaci e-INFRA přístupný vědecké komunitě. Ve strategii by měla být uvedena i zmiňovaná možnost upgradu superpočítače. Langšádlová ale také musí svést boj o rozpočet, Ministerstvo financí totiž navrhlo velmi nestrategické snížení rozpočtu na vědu o deset procent.
Chystá se i další zajímavá věc. „Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT byla přizvána k návrhu čistě optického kvantového počítače. Projektu šéfují Italové, jsou tam i Němci, Rakušané a další. Je to v přípravě. Součástí je i návrh fotonického kvantového čipu,“ nastínili Lupě v Koreji Holý a Jex z ČVUT.
Zástupci pražské techniky také uvedli, že česká kvantová věda je schopná investovat stovky milionů až miliardy korun. Školy v Ostravě, Praze, Brně a Olomouci ale spoléhají na strategický plán vlády. Dále se také pracuje na evropské síti EuroQCI na přenos kvantových klíčů. Vláda nedávno vydala usnesení, že kvantovou síť má mít na starost NÚKIB, který se tomu dlouho bránil.
„Možná celkově nejsme tak koordinovaní jako ostatní země, ale kvantová expertíza se tady dá najít,“ uvedl Vondrák. IT4Innovations chce pod jeho vedením nejenom provozovat kvantový počítač, ale také posílit s tím spojený výzkumný tým. „Už se k nám vrací první lidé ze zahraničí,“ naznačil Vondrák ukázku potenciálu. V LUMI-Q mimochodem působí i Češi mimo Ostravu, jsou zapojení v rámci zahraničních akademických institucí.
Jak vypadá superpočítač Karolina v Ostravě:
- Chcete mít Lupu bez bannerů?
- Chcete dostávat speciální týdenní newsletter o zákulisí českého internetu?
- Chcete mít k dispozici strojové přepisy podcastů?
- Chcete získat slevu 1 000 Kč na jednu z našich konferencí?
Staňte se naším podporovatelem
