Kvantové počítače: Co jsou, jak fungují a proč na nich záleží

Kvantové počítače znějí jako sci-fi. Přesto už dnes existují, a dokonce jsou dostupné v cloudu. Proč o nich technologické firmy, vlády i média mluví jako o „další revoluci“? A jak vlastně fungují?

Jak funguje klasický počítač vs. kvantový

Klasické počítače zpracovávají informace pomocí bitů, které mohou mít hodnotu 0 nebo 1. Všechny aplikace, hry či internetové služby stojí na této binární logice.

Kvantové počítače naopak používají qubity. Ty mohou být díky jevu zvanému superpozice současně 0 i 1. Navíc se mohou dostávat do stavu provázanosti (entanglementu) – což znamená, že změna jednoho qubitu okamžitě ovlivní druhý, i když jsou fyzicky oddělené.

Díky tomu dokážou kvantové počítače řešit některé úlohy mnohem rychleji než klasické stroje – například složité simulace, optimalizace nebo šifrování.

K čemu jsou kvantové počítače dobré

• Vývoj nových léčiv – simulace chování molekul na kvantové úrovni může urychlit hledání nových léků.
• Optimalizace dopravy a logistiky – hledání nejlepších tras pro dodávky či MHD v reálném čase.
• Energetika a klimatické modely – přesnější simulace počasí nebo efektivnější využití elektrické sítě.
• Kryptografie a kyberbezpečnost – kvantové počítače mohou prolomit současné šifrovací algoritmy, ale zároveň umožní vyvinout novou, „kvantově bezpečnou“ kryptografii.

Kdo dnes vede v závodu o kvantový počítač

• Google – v roce 2019 oznámil dosažení tzv. kvantové nadvlády („quantum supremacy“), tedy schopnosti vyřešit úlohu, kterou klasický počítač nezvládl.
• IBM – sází na univerzální kvantové procesory a nabízí přístup k nim přes cloudovou platformu IBM Quantum.
• Microsoft – rozvíjí vlastní přístup založený na topologických qubitech.
• D-Wave – využívá jinou technologii zvanou kvantové žíhání, která je vhodná pro optimalizaci a má už dnes praktické aplikace.
• Státy – USA, EU a Čína investují miliardy dolarů, protože kvantové technologie mají i strategický význam.

Kdy se kvantové počítače dostanou k běžným uživatelům?

Kvantový notebook si domů jen tak nekoupíte. Technologie je stále velmi křehká – qubity vyžadují extrémně nízké teploty a izolaci od vnějšího prostředí.

Už dnes ale existují kvantové služby v cloudu (např. AWS Braket, IBM Quantum), kde si firmy i výzkumníci mohou kvantové výpočty vyzkoušet.

Podle odhadů se první širší komerční využití očekává kolem roku 2030 – například v bankovnictví, logistice nebo farmaceutickém průmyslu.

Závěr: Kvantové počítače nejsou sci-fi, ale budoucnost

Kvantové počítače mají potenciál změnit svět podobně jako kdysi internet. Dnes jsou spíše experimentální, ale už se testují na reálných problémech. Je dobré vnímat jejich možnosti, ale i limity – hype kolem „nekonečné síly“ je zatím předčasný.

Jedno je však jisté: kdo zvládne tuto technologii, získá obrovskou konkurenční výhodu. A proto se do závodu o kvantovou dominanci zapojují největší firmy i celé státy.