Evropská unie učinila další krok směrem k posílení evropské kvantové výpočetní infrastruktury podpisem smlouvy na pořízení kvantového počítače konsorcia LUMI-Q, který bude umístěn v České republice, konkrétně v IT4Innovations národním superpočítačovém centru v Ostravě, které je součástí VŠB — Technické univerzity Ostrava.
Kvantové počítače mají potenciál řešit problémy, které jsou pro klasické počítače extrémně obtížné nebo prakticky nemožné. Kvantové počítání je stále ve fázi rozvoje a jeho plný potenciál ještě nebyl naplno využit. Avšak, jak technologie postupují, je pravděpodobné, že kvantové počítače přinesou revoluci v mnoha oblastech vědy.
Kvantový počítač s revoluční topologií
Kvantový počítač konsorcia LUMI-Q bude založen na supravodivých qubitech a nabídne unikátní hvězdicovou topologii. Ta minimalizuje počet tzv. swap operací, což umožní provádění velmi složitých kvantových algoritmů. Systém bude obsahovat 24 fyzických qubitů napojených na centrální rezonátor.
„Jsme nadšeni, že budeme mít kvantový počítač s touto unikátní topologií. Tato architektura nám umožní výrazně zlepšit efektivitu výpočtů a škálovatelnost našeho systému. Hvězdicová topologie nabízí optimální propojení mezi qubity, což minimalizuje chybovost a zvyšuje spolehlivost kvantových operací. Díky této topologii můžeme lépe využít kvantové provázání a dosáhnout rychlejších a přesnějších výsledků v široké škále aplikací, od umělé inteligence až po simulace komplexních systémů,“ uvedl Branislav Jansík, ředitel superpočítačových služeb IT4Innovations.
Kvantový počítač konsorcia LUMI-Q bude k dispozici širokému spektru evropských uživatelů, od vědeckých komunit až po průmysl a veřejný sektor. Připravovaná kvantová výpočetní infrastruktura podpoří vývoj široké škály aplikací s průmyslovým, vědeckým a společenským významem pro Evropu a rozšíří evropskou superpočítačovou infrastrukturu o nové technologie. Systém umožní evropským koncovým uživatelům aktivně zkoumat aplikace a algoritmy přizpůsobené nové hvězdicové topologii, jako je například kvantová Fourierova transformace (QFT), která je ústřední součástí mnoha kvantových algoritmů vykazujících exponenciální zrychlení ve srovnání s čistě klasickým zpracováním.
Co se v rámci konsorcia LUMI-Q povedlo, je důkazem úspěchu celoevropské identity konceptu LUMI. Otevírá to možnost hybridních výpočtů na superpočítačových platformách EuroHPC a zajišťuje evropským uživatelům včasný přístup k nově vznikající oblasti kvantově akcelerovaného HPC [high-performance computing — využívá superpočítače a počítačové clustery k řešení pokročilých výpočetních problémů — pozn. red.],“ říká Kimmo Koski, výkonný ředitel finského CSC (IT Center for Science). CSC provozuje Euro- HPC superpočítač LUMI ve finském Kajaani ve spolupráci s konsorciem LUMI, jehož součástí je také ČR, respektive IT4Innovations národní superpočítačové centrum.
Aximus Topologie IQM Star 24
Výjimečné postavení v Evropě
Topologie kvantového počítače z něj činní celosvětově ojedinělou instalaci pro kvantové výpočty. Systém konsorcia LUMI-Q bude propojen s petascalovým superpočítačem KAROLINA a hostován v IT4Innovations národním superpočítačovém centru, které je zároveň koordinátorem konsorcia.
Celková pořizovací cena systému je 5 milionů eur, přičemž EuroHPC JU financuje 50 % nákladů a zbývajících 50 % pokryje konsorcium. To představuje skutečnou panevropskou spolupráci, do které je zapojeno devět evropských zemí: Česká republika, Belgie, Dánsko, Finsko, Německo, Nizozemsko, Norsko, Polsko a Švédsko.
„Instalace kvantového počítače konsorcia LUMI-Q v Ostravě je pro nás nejen technickým, ale i strategickým úspěchem. Tato infrastruktura nám umožní přispět k dalšímu rozvoji kvantových technologií a podpoří evropské úsilí stát se lídrem v této oblasti. Těšíme se na úzkou spolupráci s našimi partnery v rámci konsorcia,“ dodává Jansík.
„LUMI-Q je projekt, který má potenciál změnit způsob, jakým Evropa využívá kvantové výpočty. Jsme nadšeni, že jsme byli vybráni jako dodavatel a že můžeme přispět k této inovaci, která posune Evropu do čela globální kvantové revoluce,“ řekl Mikko Välimäki, zástupce ředitele společnosti IQM Quantum Computers, která kvantové počítače vyvíjí a zvítězila ve výběrovém řízení. Systém bude uveden do provozu nejpozději do roku od podpisu smlouvy.
| Konsorcium LUMI-Q | Doplňková fakta | |
|
Poskytne celoevropské prostředí pro kvantové výpočty integrované do infrastruktury EuroHPC. Navrhovaná koncepce umožňuje integraci cílového kvantového počítače EuroHPC do několika superpočítačů EuroHPC, včetně superpočítače KAROLINA v České republice, LUMI ve Finsku a EHPCPL v Polsku. Konsorcium LUMI-Q sdružuje devět evropských zemí: Českou republiku, Belgii, Dánsko, Finsko, Německo, Nizozemsko, Norsko, Polsko a Švédsko. Partneři konsorcia: |
V červnu 2023 podepsal společný podnik EuroHPC smlouvy se šesti místy po celé Evropě o hostování a provozování kvantových počítačů EuroHPC. (Ostrava je tedy jedním z nich.) Výběr šesti hostitelských subjektů se řídil myšlenkou nabídnout co nejširší škálu různých evropských kvantových počítačových platforem a hybridních klasických/ /kvantových architektur, což Evropě dává příležitost stát v čele tohoto vznikajícího oboru a poskytovat evropským uživatelům přístup k rozmanité a vzájemně se doplňující kvantové technologii. Společnost IQM byla vybrána na základě výběrového řízení zahájeného v únoru 2024. V červenci 2024 oznámil společný podnik EuroHPC podpis smlouvy o pořízení prvního kvantového systému EuroQCS-Polsko s vybraným dodavatelem. |
Foto: IQM