Ostrava: První český kvantový počítač mění hru ve vědě a šifrování

V Ostravě byl spuštěn první tuzemský kvantový počítačVLQ, který sídlí v Národním superpočítačovém centru IT4Innovations při Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava (VŠB-TUO). Projekt potvrzuje rostoucí význam kvantových technologií pro šifrování, vývoj léků i všeobecnou vědeckou infrastrukturu ČR a posiluje Ostravu jako evropské centrum kvantových výpočtů.

Parametry a provoz kvantového systému

VLQ využívá 24 supravodivých qubitů uspořádaných do hvězdicové topologie. K zajištění chodu je nutný kryostat, který udržuje teplotu 0,01 kelvinu nad absolutní nulou, a zařízení váží okolo 300 kilogramů. Energeticky je kvantový čip z hlediska samotného výpočtu velmi úsporný – přibližně 25 kilowattů oproti 800 kilowattům pro předchozí generaci, tedy výrazné snížení spotřeby energie, když také zohledníme provoz chladicí infrastruktury.

VLQ vznikl v rámci celoevropské iniciativy EuroHPC a jeho rozvoj financovalo Evropská unie prostřednictvím konsorcia LUMI-Q. Dodavatelem stroje je IQM Quantum Computers z Finska. Podle vedení projektu bude polovina kapacity přístupná výzkumníkům a firmám z celé Evropy, zatímco zhruba 30 procent výkonu zůstane dostupných pro českou vědeckou komunitu.

Ostrava se díky VLQ zařadila mezi evropská centra vybavená vlastním kvantovým počítačem. Celkové pořizovací náklady dosáhly pěti milionů eur, z toho polovina byla hrazena EuroHPC, druhou polovinu pak konsorciem LUMI-Q tvořeným partnery z osmi zemí. Dodavatelem stroje je IQM Quantum Computers.

Podle Marka Lamparta, vedoucího laboratoře kvantových výpočtů, je cílem VLQ exponenciální zrychlení. „Úlohy, které by na klasickém superpočítači trvaly stovky let, může kvantový počítač zvládnout výrazně rychleji,“ uvedl. Hybridní přístup, který kombinuje výpočty na klasických a kvantových strojích, má být v Ostravě klíčovým modelem pro řešení složitých problémů v kryptografii, simulacích molekul při vývoji léčiv a materiálovém výzkumu.

Součástí projektu je i snaha o řízený vývoj bezpečnosti: algoritmy kvantového počítání otevírají nové metody šifrování, ale současně s sebou nesou potenciální rizika pro stávající protokoly. Příkladem je tematika prolomení některých standardních šifrovacích protokolů, což je nutné pečlivě řídit v rámci průmyslu i výzkumu.

Vzdělávání a regionální dopad

Technologie kvantového počítání se stává součástí výuky na VŠB-TUO. V rámci magisterského programu informatiky vzniklo nové zaměření na kvantovou informatiku, které kombinuje teorii s praxí, zahrnuje práci se simulátory i s reálným kvantovým počítačem. Zájem studentů rychle roste a skutečnost, že Ostrava hostí první český kvantový počítač, je pro studenty významným lákadlem.

Podle Igora Ivana, rektora VŠB-TUO, jde o obrovský úspěch nejen pro univerzitu, ale i pro kraj a republiku. Kromě samotného pořízení stroje se posiluje i odborné zázemí a navazuje spolupráce s firmami. Součástí ambicí je také nákup dalšího superpočítače a zapojení do projektů zaměřených na umělou inteligenci.

Celkové náklady na projekt dosáhly výše pěti milionů eur, z čehož EuroHPC financovalo polovinu a druhou polovinu pokrylo konsorcium LUMI-Q z osmi zemí. Stroje se v Ostravě pohybují ve spolupráci s VŠB-TUO a IT4Innovations, což posiluje regionální ekonomiku i výzkumnou kapacitu celé České republiky.

Vládní i akademická podpora kvantových technologií v Ostravě otevírá dveře k novým metodám šifrování, vědeckým simulacím při vývoji léčiv i k posunu materiálového výzkumu. VLQ představuje první krok k širšímu využití kvantových výpočtů napříč průmyslem a veřejným sektorem v Evropě.