Evropa získá šest nových kvantových počítačů. Jeden z nich bude v Ostravě

Budova Národního superpočítačového centra IT4Innovations v Ostravě, které bude mít na starosti provoz evropského kvantového počítače
Foto: IT4Innovations

Nově připravované kvantové počítače mají v Evropské unii sloužit výzkumu, ale také začínajícím podnikům a dalším firmám. Polovinu ze 100 milionů eur potřebných na pořízení této techniky dává Evropská komise.

Šest nových kvantových počítačů, které budou instalovány na různých místech Evropské unie, má přispět k rozvoji kvantového programování, k využití jeho aplikací a také k přípravě kvalifikovaných výpočetních i technických specialistů. To by následně mělo zpřístupnit kvantovou výpočetní techniku pro spektrum průmyslových odvětví.

„Vytváří se tak prostředí, které usnadňuje založení firmy, zahájení nového programu nebo přilákání mezinárodních investic. Když máte tuto techniku, můžete získat špičkové lidi, a ti přitáhnou nové projekty, peníze a firmy. Je to uzavřený kruh,“ zhodnotil pro web Science|Business fyzik Josep Maria Martorell, zástupce ředitele Barcelonského superpočítačového centra, jednoho z míst, kde bude umístěn nový kvantový počítač.

Evropský výběr

Lokality pro umístění nových počítačů vybral Evropský společný podnik pro vysoce výkonnou výpočetní techniku (EuroHPC JU). Tato instituce představuje partnerství veřejného a soukromého sektoru, které sdružuje zdroje na úrovni EU se zdroji ze zúčastněných členských států.

Kvantové počítače budou umístěny v šesti lokalitách:

• Národní superpočítačové centrum IT4Innovations při Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava,
• Leibnizovo superpočítačové centrum v Garshingu, Německo,
• Barcelonské superpočítačové centrum, Španělsko,
• Velké národní superpočítačové zařízení (GENCI) v Bruyères-le-Châtel, Francie,
• Konsorcium Cineca v Boloni, Itálie,
• Poznaňské superpočítačové a síťové centrum, Polsko.

Propojení s klasických superpočítačem

Na přípravě se podílejí instituce z celkem 17 evropských zemí, některé jsou zapojeny i ve více projektech najednou. Šest kvantových počítačů má přijít na 100 milionů eur, z nichž polovinu zaplatí zmíněný hlavní organizátor EuroHPC JU, tedy vlastně Evropská komise z programu Digitální Evropa, a druhou polovinu ostatní účastníci projektů.

Všechny nové kvantové počítače budou propojeny s klasickými superpočítači, které umožní znásobení výpočetní síly a současně také určitou kontrolu výsledků.

Evropská komise požaduje, aby šestice nových kvantových počítačů využívala výhradně evropský hardware a software, a zvýšila se tím úroveň evropských technologií. Již z fáze výstavby by tedy měly mít prospěch evropské firmy, včetně těch začínajících.

Podle dosavadních informací by pak o počítačový čas měly soutěžit veřejné i soukromé vědecké projekty a svůj díl by měly získat i průmyslové podniky, zčásti bezplatně, zčásti za peníze.

Ostrava má nejvíc partnerů

Nejvíce partnerů, celkem čtrnáct z devíti členských států EU, sdružuje ostravský projekt nazvaný LUMI-Q. Název navazuje na konsorcium LUMI, které provozuje v současnosti nejvýkonnější evropský klasický superpočítač ve finském městě Kajaani a s nímž v Ostravě sídlící projekt spolupracuje.

Konkrétně se do projektu LUMI-Q kromě hostitelského a koordinujícího Česka zapojily také Finsko, Švédsko, Dánsko, Polsko, Norsko a Belgie, a navíc se přidaly Nizozemsko a Německo, jež se na provozu počítače ve Finsku nepodílejí.

Organizace, které jsou partnery konsorcia LUMI-Q:

• VŠB – Technická univerzita Ostrava, IT4Innovations národní superpočítačové centrum, ČR
• CSC – IT Center for Science, Finsko
• VTT Technical Research Centre of Finland Ltd, Finsko
• Chalmers University of Technology, Švédsko
• Danish Technical University, Dánsko
• Akademickie Centrum Komputerowe Cyfronet AGH, Polsko
• Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polsko
• Sigma2 AS, Norsko
• Simula Research Lab, Norsko
• SINTEF AS, Norsko
• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Německo
• University of Hasselt, Belgie
• TNO Netherlands Organisation for Applied Scientific Research, Nizozemsko
• SURF BV, Nizozemsko

Kvantový počítač by mohl být v Ostravě instalován zřejmě koncem příštího roku nebo začátkem roku 2024.

„Věřím, že se nám podaří vytvořit špičkový ekosystém pro kvantové výpočty, kde budou nejnovější kvantové technologie integrovány do stávající evropské počítačové infrastruktury, což může v budoucnu vést k významným průlomům plynoucím z konvergence těchto dvou oblastí,“ budovatelsky uvedl v tiskové zprávě ředitel centra IT4Innovations Vít Vondrák.

Konkrétnější však ostravské centrum být nechce. „Bohužel až do podepsání dohody o hostování nemohu poskytovat konkrétnější informace než obecné, které se objevily v tiskové zprávě. K podpisu dojde pravděpodobně zkraje roku 2023,“ uvedla Zuzana Červenková, vedoucí oddělení komunikace počítačového centra, na dotaz Industry Independent.

Kvantové výpočty mohou potenciálně pomoci při navrhování bezpečnějších a udržitelnějších výrobků a procesů, léčiv či ekologické katalýzy. Mezi další významné oblasti patří řešení komplikací v logistice, složité finanční analýzy, kybernetická bezpečnost, přesné předpovědi počasí a klimatu nebo obor umělé inteligence.

Zatím tedy není jasné, zda a případně jak se na výstavbě kvantového počítače budou podílet české firmy a které firmy a k čemu budou moci využít výpočetní potenciál kvantového počítače.

Rychlejší a přesnější výpočty pro červí díru i nové výrobky

Od kvantových počítačů se hodně čeká. S určitým zjednodušením se dá říci, že klasické počítače pracují při výpočtech se základními stavy „ano“ nebo „ne“ (jednička a nula), tedy proud prochází, anebo neprochází. Zato kvantový počítač je schopen pracovat i s variantními stavy mezi těmito póly. Teoreticky by tedy měl provádět přesnější a rychlejší výpočty.

Kvantové počítače skutečně předvádějí zajímavé kousky, teď zrovna vědecký tým z Kalifornského technologického institutu a Harvardovy univerzity popsal ve špičkovém vědeckém časopisu Nature, že pomocí kvantového počítače simuloval červí díru, tedy jakousi zkratku prostorem dobře známou milovníkům sci-fi. Jde však jen o výpočet, touto červí dírou nikdo vesmírem cestovat nebude. Nicméně uplatnění kvantových výpočtů v praktickém světě má možná ještě netušené možnosti.

Ostravské centrum se drží „při zemi“, ale v tiskové zprávě obecně uvádí, že kvantové výpočty mohou potenciálně pomoci při navrhování bezpečnějších a udržitelnějších výrobků a procesů, léčiv či ekologické katalýzy. A doplňuje, že mezi další významné oblasti patří řešení komplikací v logistice, složité finanční analýzy, kybernetická bezpečnost, přesné předpovědi počasí a klimatu nebo obor umělé inteligence.