Kvantové počítače navzdory svému revolučnímu potenciálu nemohou efektivně fungovat bez podpory tradičních, klasických výpočetních systémů. Nedávná data z konference AQC25 v Bostonu ukázala, že klasické počítače jsou potřeba nejen pro řízení a interpretaci kvantových výpočtů, ale také pro vývoj samotného kvantového hardwaru. Tento vztah zdůrazňuje kritickou realitu: budoucnost kvantových počítačů je neoddělitelně spojena s dalším pokrokem v tradičních počítačích.
Křehkost qubitů a potřeba kontroly
Kvantové počítače pracují s qubity – kvantovými bity, které existují v superpozici stavů – a poskytují exponenciálně rychlejší výpočty pro určité úkoly. Nicméně qubity jsou extrémně citlivé na vnější šum, díky čemuž jsou náchylné k chybám. Udržování stability qubitu vyžaduje přesnou kalibraci, monitorování a řízení, čehož všeho je v současnosti dosahováno pomocí klasických výpočetních technologií. Bez těchto klasických systémů se kvantové výpočty stávají nespolehlivé a neefektivní.
Klasická výpočetní technika jako překážka výkonu
Experti z AQC25, včetně vědce Nvidie Shane Caldwella, zdůrazňují, že kvantový počítač odolný proti chybám schopný řešit problémy skutečného světa bude vyžadovat klasickou výpočetní infrastrukturu na úrovni petascale – rozsah nejvýkonnějších superpočítačů na světě. I když kvantový počítač funguje efektivně, jeho výstup musí být dekódován z kvantových vlastností, které jsou klasického formátu. Puya Ronaghi z 1Qbit poznamenal, že rychlost budoucích kvantových výpočtů bude omezena rychlostí klasických řadičů a dekodérů.
Používání klasických metod ke zlepšení kvantového výkonu
Výzkumníci aktivně používají klasické metody ke zlepšení kvantového výkonu. Benjamin Lienhard z Walther-Meissner-Institutu ukázal, jak mohou algoritmy strojového učení zlepšit účinnost čtení supravodivých qubitů. Podobně Mark Saffman z University of Wisconsin-Madison používá klasické neuronové sítě ke zlepšení čtení qubitů pro systémy studených atomů. Tato integrace podtrhuje skutečnost, že klasické výpočty nejsou jen pomocným nástrojem, ale aktivním hnacím motorem kvantového pokroku.
Role klasické výpočetní techniky ve vývoji kvantového hardwaru
Blake Johnson z IBM představil pokročilé klasické dekodéry, které jsou vyvíjeny pro jejich plánovaný kvantový superpočítač do roku 2029. Nekonvenční schéma korekce chyb společnosti do značné míry spoléhá na účinné dekódování. Výkonný ředitel Quantum Machines Yonatan Cohen vysvětlil, že užší integrace klasických výpočtů s kvantovými procesory (QPU) posune hranice výkonu integrovaných systémů. Dokonce i virtuální modely kvantových počítačů – digitálních dvojčat – jsou vyvíjeny pomocí umělé inteligence, jak předvedl Izhar Medelsi z Quantum Elements, k optimalizaci návrhu hardwaru.
Spolupráce mezi kvantovými a klasickými odborníky
Quantum Scaling Alliance, jejímž spolupředsedou je nositel Nobelovy ceny John Martinis, ilustruje potřebu spolupráce mezi kvantovými a klasickými odborníky. Aliance sdružuje tvůrce qubitů, klasické počítačové společnosti, jako je Hewlett Packard Enterprise, a specialisty na simulaci materiálů, jako je Synopsys.
Poselství AQC25 je jasné: pokroky v kvantovém počítání závisí na pevných základech klasického počítání. Odborníci, kteří zasvětili svou kariéru tradičním systémům, jsou nyní rozhodující pro to, aby byly kvantové technologie životaschopné.
