V červnu loňského roku jsme vás informovali o plánech na pořízení a provozování kvantového počítače v ostravském superpočítačovém centru IT4Innovations. Ve středu 14. února 2024 se celý projekt posunul do další fáze – Evropské sdružení pro výkonné výpočetní technologie (EuroHPC JU) vyhlásilo výběrové řízení na dodavatele nového kvantového počítače konsorcia LUMI-Q, který bude umístěn v České republice.
Dne 27. června 2023 podepsalo EuroHPC JU hostitelské dohody se šesti evropskými zeměmi, které budou hostit a provozovat kvantové počítače. Volba šesti hostitelských subjektů vycházela z myšlenky nabídnout co nejširší variabilitu různých evropských platforem pro kvantové výpočty a hybridní klasicko-kvantové architektury.
Co je kvantový počítač?
Klasický počítač pracuje s daty pomocí bitů, které mohou nabývat pouze jedné ze dvou hodnot: 0, nebo 1. Toto binární základní stavební jednotky umožňují reprezentovat a zpracovávat informace prostřednictvím elektrických signálů, které se přepínají mezi dvěma stavy. Díky tomu mohou klasické počítače vykonávat širokou škálu úkolů od jednoduchých výpočtů až po složité algoritmy.
Na rozdíl od toho kvantový počítač využívá kvantové bity, nebo qubity, které se mohou nacházet nejen v jednom ze dvou stavů (0, nebo 1), ale také v obou stavech současně či všech mezi nimi díky jevu zvanému superpozice. Navíc qubity mohou být provázány díky dalšímu kvantovému jevu zvanému provázanost, což umožňuje, aby se stavy jednotlivých qubitů ovlivňovaly navzájem i na velké vzdálenosti. Tato zásadní odlišnost umožňuje kvantovým počítačům provádět výpočty na zcela novém principu, což teoreticky umožňuje řešit určité typy problémů mnohem rychleji než je možné s klasickými počítači, například v oblastech jako jsou kryptografie, simulace kvantových systémů nebo optimalizace.
Kvantový počítač LUMI-Q
Kvantový počítač LUMI-Q bude založený na supravodivých qubitech v topologii hvězdy, která minimalizuje počet nutných výměnných (swap) operací a umožňuje provádění velmi složitých kvantových algoritmů. Počítač bude obsahovat přinejmenším 20 qubitů.
Provoz kvantového počítače bude zajišťovat výzkumné centrum IT4Innovations, kde bude počítač propojen s aktuálně nejvýkonnějším českým superpočítačem KAROLINA, na jehož financování se podílelo EuroHPC JU 35 %.
Kvantový počítač se poté otevře široké škále uživatelů z celé Evropy – od vědeckých komunit přes průmysl až po veřejný sektor. Kvantová výpočetní infrastruktura podpoří vývoj aplikací s významem pro průmysl, vědu a společnost a rozšíří evropskou superpočítačovou infrastrukturu o nové technologie.
Počítač za 178 milionů korun
Celkové náklady na pořízení systému jsou 7 milionů eur (v přepočtu asi 178 milionů korun), přičemž náklady pokryje společný podnik EuroHPC a konsorcium LUMI-Q. Do konsorcia se zapojilo devět evropských zemí: Česko, Finsko, Švédsko, Dánsko, Polsko, Norsko, Německo, Belgie a Nizozemsko.
Ředitel superpočítačových služeb IT4Innovations a koordinátor konsorcia LUMI-Q Branislav Jansík zdůrazňuje, že kvantový počítač bude přístupný nejen české vědecké komunitě prostřednictvím národní e-infrastruktury e-INFRA CZ, ale i všem členům konsorcia a uživatelům z celé Evropy. Cílem je také umožnit využití kvantového počítače průmyslovými podniky.
Zakoupení a začlenění kvantových počítačů do stávajících datových center HPC je první iniciativou EuroHPC pro přímý nákup hardwaru pro kvantové výpočty, který bude vlastnit EuroHPC JU. Uzávěrka pro podání přihlášek do výběrového řízení je 2. dubna 2024 v 16:00.