Student World

Občas si můžete v novinkách ze světa vědy přečíst, že výzkumníkům té a té americké univerzity se podařilo zastavit světlo, eventuálně teleportovat (okamžitě přemístit) nějakou částici. A k čemu je to dobré? Následuje kouzelné slůvko kvantové počítače. Nebo šifry: Pokud dáte dohromady dostatečný výpočetní výkon, neodolá vám žádná. Ale kde takový výkon vzít? Odpovědí jsou kvantové počítače. A ještě jindy se ozve povzdech, že doby, kdy se výkon, kapacita či rychlost dnešních počítačů mohly stále strmě zvyšovat, musí dříve či později skončit. Nemůžete miniaturizovat třeba na úroveň menší než atom. Jak tedy dosáhnout toho, abychom měly stále rychlejší a rychlejší počítače? Jednou z možností je použít nějakou úplně jinou technologii. A odpověď už asi znáte…
Víme tedy, k čemu by kvantový počítač mohl být, co to ale vlastně je? Zařízení, pečlivě odizolované od svého okolí, citlivá skleníková květinka. Kvantový počítač pracuje totiž na principech kvantové fyziky, která říká, že jakékoliv měření či pozorování vyvolává v systému nevratné změny. Pokud ale systém podle kvantové fyziky necháte na pokoji, mohou se – a tady se celá věc začíná příčit zdravém rozumu – v něm dít skutečně podivné věci. Dokud se na elektron nepodíváte, nejen že nevíte, kde přesně se nachází, on se ale navíc může v jistém ohledu nacházet na více místech současně. Souvisí to s další podivností kvantové fyziky, že totiž částice jsou současně vlny.
Je jasné, že pokud by se člověk mohl rozdvojit a vykonávat více činností opravdu najednou (paralelně), stihl by toho mnohem více. Na stejném principu stojí i obrovský výkon kvantových počítačů. Možná vás napadne, že více činností současně vykonává i vaše PC – ve Windows vám přece běží najednou několik programů – ale to je pouhé zdání. Ony se ty všechny programy ve skutečnosti nějak dělí o procesor, jen běží příliš rychle na to, abyste si toho jejich střídání mohli všimnout. Kvantový počítač vás ale nebude takhle vodit za nos, každá částice v něm skutečně zaujme více stavů současně.
V praxi je tedy kvantový počítač tvořen nějakými částicemi (atomy, elektrony…), dobře odizolovanými od okolí. Přístroj natáhneme, necháme ho počítač a v určité chvíli zjistíme výsledek jeho práce. Oním “změřením” dojde v systému ke kolapsu, my ho budeme muset “opravit” a znovu spustit. Znáte přísloví, že voda v hrnci se může začít vařit jen ve chvíli, kdy se nedíváte? Pro kvantový počítač platí něco podobného doslova.
V praxi se zatím podařilo spojit do systému pouhých pět částic. To je samozřejmě velice málo. Až (respektive pokud) však dokážeme nějak překonat obrovskou citlivost kvantových počítačů k vnějším vlivům, bude jim cesta otevřená. K tomu ovšem sotva dojde dříve než za 10 let a i pak budou tato zařízení doma spíše v dobře izolovaných zařízeních než na vašem psacím stole.

autor Pavel Houser