Kvantový počítač
Shutterstock.com
Kvantové počítače vyřešily jeden ze svých největších problémů. Zůstává ten druhý: peníze
Kvantové počítače byly po desetiletí technologií, která měla změnit svět někdy v neurčité budoucnosti. Teď se něco skutečně mění. Vědcům se daří opravovat chyby, investoři do sektoru posílají rekordní miliardy a nové firmy tvrdí, že funkční stroje mohou přijít ještě před koncem desetiletí. Přesto zůstává zásadní problém: nikdo zatím neprokázal, že lze univerzální kvantový počítač provozovat ve velkém a zároveň na něm vydělávat.
šéfredaktor
Ještě před dvěma lety si fyzik Dolev Bluvstein vybral akademickou kariéru místo podnikání. Vývoj kvantových počítačů mu připadal příliš vzdálený okamžiku, kdy by z něj mohl vzniknout skutečný produkt.
Dnes vede start-up Oratomic a od investorů dostal 300 milionů dolarů.
Firma vznikla poté, co Bluvstein a jeho kolegové dospěli k přesvědčení, že nová architektura založená na neutrálních atomech může dramaticky snížit množství hardwaru potřebného k opravě kvantových chyb. Oratomic tvrdí, že užitečný kvantový počítač by mohl potřebovat přibližně 10 až 20 tisíc fyzických qubitů, místo stovek tisíc až milionů, se kterými počítají některé jiné návrhy.
Investoři tomu uvěřili natolik, že červencové kolo financování ohodnotilo mladou společnost přibližně na 1,5 miliardy dolarů. Samotný Oratomic přitom zatím žádný komerční kvantový počítač nemá a otevřeně říká, že nechce prodávat mezistupně technologie. Celých 300 milionů dolarů chce použít přímo na vývoj fault-tolerantního stroje.
Příběh, který nyní popisuje Financial Times, dobře vystihuje změnu nálady kolem kvantových počítačů. V oboru stále chybí komerční důkaz, ale vědecké výsledky jsou dost dobré na to, aby investoři přestávali sázet na otázku zda kvantový počítač vznikne a stále častěji řešili kdo ho postaví jako první.
„Magie“ není metafora. Je to skutečný kvantový pojem
Slovo magic v titulku Financial Times není jen novinářská hra.
V kvantové informatice se skutečně používá pojem magic states. Jde o speciálně připravené kvantové stavy, které umožňují provádět operace potřebné pro univerzální kvantové výpočty.
Jednodušší typy kvantových operací lze totiž za určitých podmínek poměrně efektivně simulovat i na klasickém počítači. Skutečná výpočetní síla kvantového stroje přichází teprve s operacemi, které z tohoto omezeného světa vystoupí. Právě k tomu slouží „magické“ stavy.
Výzkum publikovaný v Nature už v roce 2025 experimentálně ukázal destilaci logických magic states, tedy proces, při kterém se z několika méně kvalitních kvantových stavů vytváří menší počet stavů s vyšší přesností.
Letos v červenci pak další tým na procesoru společnosti Quantinuum předvedl univerzální logické operace založené na neabelovských anyonech a experiment zakončil právě přípravou topologického magic state.
To jsou důležité kroky. Samy o sobě ale ještě neznamenají, že existuje univerzální kvantový počítač schopný hodiny nebo dny spolehlivě počítat průmyslově užitečné úlohy.
Hlavní nepřítel kvantových počítačů: chyba
Rozdíl mezi běžným počítačem a kvantovým strojem je v tomto ohledu zásadní.
Bity klasického počítače jsou velmi stabilní. Qubity jsou naopak extrémně citlivé na okolní prostředí. Teplo, elektromagnetický šum nebo nedokonalost řídicího systému mohou jejich stav poškodit a výpočet znehodnotit.
Řešením je quantum error correction – kvantová oprava chyb.
Místo jednoho qubitu se informace rozloží mezi skupinu fyzických qubitů a vytvoří se takzvaný logický qubit. Systém pak může chyby odhalovat a opravovat, aniž by samotnou kvantovou informaci zničil.
Právě zde se během posledních let odehrává největší technologický posun.
Tým Harvardu, MIT a dalších institucí vedený Michailem Lukinem, jehož součástí byl právě Bluvstein, experimentálně realizoval klíčové části univerzální fault-tolerantní architektury až na 448 neutrálních atomech. Výzkumníci předvedli opakovanou opravu chyb, práci s logickými qubity, teleportaci kvantových stavů i mechanismy potřebné pro univerzální výpočty.
Důležité je ale přesné znění výsledku. Studie neříká, že výzkumníci postavili hotový univerzální kvantový počítač. Ukazuje, že experimentálně zvládli základní stavební kameny, ze kterých by takový systém mohl být postaven.
Podobný závod probíhá prakticky na všech hlavních technologických platformách.
Google letos ukázal systém, který pomocí reinforcement learningu průběžně upravuje parametry kvantového procesoru a snaží se tím kompenzovat změny hardwaru během dlouhých výpočtů.
IBM v červenci oznámilo experiment s 70 logickými qubity, který měl zvládnout specifickou úlohu mimo praktický dosah předních klasických simulačních metod.
Firma současně staví systém Starling, který chce uvést v roce 2029 jako svůj první velký fault-tolerantní kvantový počítač.
To jsou zatím firemní roadmaps a experimentální výsledky, nikoliv garance, že se termíny podaří dodržet.
Peníze už přicházejí, i když tržby zatím ne
Venture kapitál se každopádně rozhodl čekání výrazně financovat.
Podle dat PitchBooku získaly kvantové firmy v roce 2025 rekordních 3,9 miliardy dolarů ve 127 venture kapitálových transakcích. Jen ve druhém čtvrtletí letošního roku pak investice dosáhly rekordních dvou miliard dolarů ve 23 transakcích.
Vedle Oratomicu se peníze valí i do mnohem větších hráčů.
PsiQuantum loni získal miliardu dolarů při valuaci sedm miliard dolarů. Firma chce vybudovat fotonický kvantový počítač s řádově milionem fyzických qubitů.
Quantinuum, vzniklé spojením Honeywell Quantum Solutions a Cambridge Quantum, letos vstoupilo na Nasdaq a při IPO získalo přibližně 1,68 miliardy dolarů. Hodnota firmy při uvedení na burzu přesáhla 15 miliard dolarů.
Do oboru navíc stále výrazněji vstupují státy. Americká vláda letos oznámila investice v hodnotě dvou miliard dolarů do devíti kvantových a souvisejících společností, mezi nimi IBM, PsiQuantum, Quantinuum, Rigetti nebo Infleqtion.
Ministerstvo energetiky k tomu přidalo soutěž Quantum Genesis s rozpočtem 215 milionů dolarů, jejímž cílem je vznik stroje s nejméně stovkou funkčních logických qubitů.
Největší problém už možná není fyzika, ale ekonomika
Kvantový průmysl ale stojí před bodem, který už jednou zažily například autonomní vozy.
Technologie může postupovat velmi rychle v laboratoři a zároveň zůstávat dlouhé roky příliš drahá nebo nepraktická pro běžné nasazení.
Současné kvantové stroje potřebují extrémně přesné lasery, vakuové systémy nebo kryogeniku s teplotami blízkými absolutní nule. Vedle samotných qubitů je nutné postavit složité řídicí systémy, dekodéry chyb a klasické počítače, které kvantový hardware obsluhují.
A není stále jisté, které aplikace vytvoří první dostatečně velký ekonomický trh.
Mezi nejčastěji zmiňované možnosti patří vývoj léčiv, simulace molekul a nových materiálů, optimalizace energetických sítí nebo finanční modelování.
U většiny z nich ale zatím neexistuje komerční kvantová aplikace, která by v reálném provozu jednoznačně překonávala nejlepší klasické technologie dostatečně na to, aby ospravedlnila cenu celého systému.
To vysvětluje paradox současného trhu. Technologický pokrok je skutečný. Stejně skutečné jsou miliardy dolarů investic. Ale velká část hodnoty kvantových firem je stále založená na tom, co by jejich počítače mohly dělat za několik let, nikoliv na tom, co dnes prodávají zákazníkům.
Do závodu vstoupilo i Česko
Kvantové výpočty už přitom nejsou pouze tématem amerických technologických firem.
Česko od letošního léta provozuje svůj první kvantový počítač VLQ v národním superpočítačovém centru IT4Innovations v Ostravě. Systém má 24 supravodivých qubitů a od července je přístupný výzkumným týmům a firmám z Česka i dalších evropských zemí.
Stroj je součástí evropské infrastruktury EuroHPC a nemá parametry, které by jej řadily k budoucím velkým fault-tolerantním systémům. Jeho smyslem je hlavně umožnit vývoj algoritmů, experimentování a propojování klasických superpočítačů s kvantovým hardwarem.
Česká vláda zároveň přijala Národní strategii pro kvantové technologie 2026+, která počítá s podporou kvantových výpočtů, komunikace, senzoriky i vzdělávání.
Pro české firmy je zatím důležitější právě možnost připravovat se na technologii než představa, že si během několika let pořídí vlastní kvantový počítač.
Kvantový „ChatGPT moment“ pořád nepřišel
Současný optimismus tak má reálnější základ než před několika lety. Oprava chyb funguje stále lépe, logické qubity už nejsou jen teoretický koncept a soukromý kapitál umožňuje stavět systémy, které by ještě nedávno zůstaly univerzitními experimenty.
Přesto kvantové počítače ještě nemají svůj okamžik podobný uvedení ChatGPT.
Chybí aplikace, kterou by si mohl pustit běžný zákazník nebo firma a okamžitě vidět jednoznačný ekonomický přínos. Chybí také shoda na tom, která z mnoha konkurenčních architektur – supravodivé obvody, zachycené ionty, neutrální atomy, fotony nebo další systémy – nakonec vyhraje.
To je zároveň důvod, proč do odvětví proudí tolik peněz.
Pokud se podaří některému z dnešních týmů skutečně zvládnout opravu chyb ve velkém a dostat náklady pod kontrolu, největší technologickou otázkou už nebude, jestli kvantový počítač funguje.
Bude jí, kdo na jeho „magii“ dokáže jako první postavit byznys.
