Pierwszy w Polsce komputer kwantowy stanie w Poznaniu

Już w przyszłym roku polskie instytucje naukowe, badawcze oraz prywatne firmy będą mogły rozpocząć korzystanie z mocy obliczeniowej pierwszego nad Wisłą komputera kwantowego. To maszyna, która podniesie nasze możliwości obliczeniowe – a mowa o sumie możliwości wszystkich najsilniejszych komputerów w kraju – o kilkanaście razy. To także rzyszłość technologiczna ludzkości, w tym również sztucznej inteligencji.
Komputer kwantowy IBM Pierwszy w Polsce komputer kwantowy stanie w Poznaniu
Komputer kwantowy IBM / Flickr @ Pierre Metivier

Komputery kwantowe działają według zasad mechaniki kwantowej, posługując się cząstkami elementarnymi znajdującymi w superpozycji, czyli w wielu miejscach i stanach naraz. Brzmi jak magia? I tak wygląda dla przeciętnego człowieka, jeżeli nie pochylił się nad najciekawszą, a jednocześnie najbardziej tajemniczą dziedziną fizyki. Choć sama mechanika kwantowa jest obecna w naszym języku i skojarzeniach, jeden z jej twórców fizyk Richard Feynman zwykł mawiać: „Jeśli sądzisz, że rozumiesz mechanikę kwantową, to nie rozumiesz mechaniki kwantowej”.

 Czytaj także: Europejska integracja czy niemiecka dominacja? Jak Polska podporządkowuje się Berlinowi

Kot Schroedingera i foton w wielu miejscach

Kiedy Edwin Schroedinger, inny fizyk zajmujący się cząstkami elementarnymi, po latach pracy doszedł do wniosku, że do czasu zaistnienia obserwatora zjawiska wszystkie możliwości są w każdej chwili aktualne, zaproponował kolegom oraz studentom eksperyment myślowy. Chodziło o uśmiercenie (lub nie) kota zamkniętego w pudełku, który ginął (lub nie), w zależności od tego, czy uwolniony foton, jedna z najmniejszych cząstek elementarnych, uderzy lub nie uderzy w dźwignię, która pośrednio spowoduje śmierć kota, wyliczenia pokazywały, że foton uderzy i nie uderzy jednocześnie. A efektem tego stało się umieszczenie kota w superpozycji kwantowej – krótko mówiąc, do otwarcia pudełka i wykonania obserwacji kot był jednocześnie żywy i martwy. I jeżeli wyda wam się to oczywiste, bo przecież dopiero otwierając pudełko, zobaczymy, co się z kotem stało, ponieważ za jego śmierć odpowiadał foton, dla którego superpozycja jest stanem naturalnym, los kota ważył się dopiero w momencie otwierania pudełka. Zupełnie jakby przez chwilę lokalny czas kota płynął do tyłu po to, żeby złapać moment, w którym foton „wybierał” drogę do dźwigni, lub taką, która dźwignię pomija. Tak czy inaczej kot w pudełku rzeczywiście znajduje się w dwóch stanach – jest żywy i martwy jednocześnie.

Zdumiewające zachowanie fotonów (również elektronów i innych cząstek elementarnych) zostało później udowodnione w jak najbardziej namacalnych eksperymentach, kiedy strzelano jednym fotonem w ścianę, w której znajdowały się dwa otwory. Kiedy nie było obserwatora, foton przelatywał przez jeden i drugi otwór jednocześnie, tworząc dwa ślady na światłoczułej powierzchni za otworami (podczas kiedy przy obserwatorze zawsze przelatywał tylko przez jeden otwór). 

Wykorzystanie takich właściwości mikroświata powoduje, że mając do dyspozycji więcej niż jeden foton, możemy prowadzić nie jedno obliczenie w czasie, ale ich niemalże nieskończoną ilość, bo oprócz wartości 0 i 1, które są reprezentacją jednego bitu, mamy do dyspozycji całą masę wartości pośrednich również przyjmowanych w tym czasie przez taką cząsteczkę. Jednostką informacji – niosącą jednak znacznie więcej danych – staje się wówczas nie bit, a kubit umożliwiający równoległe wykonywanie wielu obliczeń. 

Komputery kwantowe oparte na tych właściwościach naszego mikroświata – trudne do zaakceptowania dla przeciętnego człowieka – mają jednak swoje wymagania. Muszą być w pełni izolowane od otoczenia. Chodzi o pozbawienie obserwatora możliwości kontaktu (nawet pośredniego, przez urządzenia) z komputerem, bo wówczas stan kwantowy wyliczeń sprowadza się do jednego, a nie miliarda wyników, zaś wart miliardy dolarów sprzęt zamienia się w zwykłego peceta. Dzieje się to w ciągu ułamka sekundy i zauważamy to dopiero po wynikach wypluwanych przez procesor. 

To najsłabsza strona komputerów kwantowych, bo żeby umożliwić im istnienie i funkcjonowanie w oparciu o funkcje falowe, trzeba je idealnie izolować od otoczenia – to kwestia zmian temperatury, światła, obecności ludzi, a nawet... sprzętu nagrywającego. Aby przeciwdziałać dekoherencji, stosuje się kody kwantowej korekcji błędów, dynamiczną kontrolę rozprzęgnięcia (zmniejszenie sprzężenia pomiędzy systemem a środowiskiem), kontrolę sprzężenia zwrotnego oraz podprzestrzenie bez dekoherencji.

Czytaj także: „Młot na marksizm”: Drag queen trafią do polskich szkół

Supermaszyna na poznańskiej ziemi 

Istniejące dzisiaj na świecie komputery kwantowe są w taki sposób izolowane od świata, żeby nie mieć z nim absolutnie żadnego kontaktu. Taki ma być również pierwszy polski komputer, który staje właśnie w Poznańskim Centrum Superkomputeorowo-Sieciowym. EuroQCS-Poland, jak nazywa się budowana właśnie jednostka, będzie częścią rozbudowywanej europejskiej sieci komputerów kwantowych. 

Jak uważają naukowcy, dzięki komputerowi będzie można rozwijać ważne aplikacje dla przemysłu, nauki oraz społeczeństwa. Dzięki nowemu komputerowi kwantowemu rozszerzą się znacznie również możliwości europejskiej infrastruktury superkomputerowej. Komputer kwantowy, oparty na technologii spułapkowanych jonów, zostanie zintegrowany z klasycznym systemem superkomputerowym, co ma wzmocnić i rozwinąć istniejące hybrydowe rozwiązania, które za pomocą technologii kwantowych wzbogacą infrastrukturę superkomputerów.

Hybrydowa instalacja ma wspierać dotychczasowe i nowe działania w takim zakresie, jak kwantowa optymalizacja, chemia kwantowa, kwantowe badania materiałowe czy kwantowe uczenie maszynowe. Jej zintegrowanie z istniejącą w Polsce infrastrukturą i siecią naukową Pionier pozwoli zaś na zdalny dostęp do możliwości obliczeniowych EuroQCS-Poland dla innych nadwiślańskich ośrodków naukowych, ale również zajmujących się rozwojem nowych, w tym kosmicznych, technologii.

Łotysze pomogą w zamian za dostęp

Partnerami budowy pierwszego polskiego komputera kwantowego zostały Centrum Fizyki Teoretycznej PAN, Creotech Instruments S.A. oraz... Uniwersytet Łotewski, którego naukowcy również będą mogli korzystać z możliwości obliczeniowych komputera. Trzy z dziesięciu najsilniejszych komputerów kwantowych świata znajdują się w Europie. To fiński LUMI, włoski  Leonardo i hiszpański MareNostrum 5 . Czas pokaże, czy i kiedy dołączy do nich polski EuroQCS-Poland.
 


 

POLECANE
Rutte: Chiny mogą zmusić Rosję do ataku na NATO z ostatniej chwili
Rutte: Chiny mogą zmusić Rosję do ataku na NATO

Gdyby Chiny wystąpiły przeciw Tajwanowi, to jest bardzo prawdopodobne, że zmuszą Rosję, by zaatakowała NATO — stwierdził we wtorek sekretarz generalny Sojuszu Mark Rutte. Według niego strategia ta miałaby odciągnąć uwagę NATO od Indo-Pacyfiku.

Donald Trump: Rosyjska gospodarka wkrótce się zapadnie z ostatniej chwili
Donald Trump: Rosyjska gospodarka wkrótce się zapadnie

Prezydent USA Donald Trump powiedział we wtorek, że nie wie, dlaczego Władimir Putin kontynuuje wojnę przeciwko Ukrainie. Ocenił, że rosyjska gospodarka się wkrótce zapadnie. Potwierdził też, że będzie rozmawiał z ukraińskim prezydentem Wołodymyrem Zełenskim o sprzedaży rakiet Tomahawk.

Jak Trump ograł Putina na Bliskim Wschodzie tylko u nas
Jak Trump ograł Putina na Bliskim Wschodzie

Bliski Wschód zmienia się na oczach świata. Po miesiącach wojny Izraela z Hamasem to nie Rosja, lecz Stany Zjednoczone – pod przywództwem Donalda Trumpa – stały się architektem pokoju. Dla Putina to największa geopolityczna porażka od lat.

Awaria sieci komórkowej w Małopolsce. Służby szukają przyczyn z ostatniej chwili
Awaria sieci komórkowej w Małopolsce. Służby szukają przyczyn

We wtorek w gminach Szczawnica i Krościenko nad Dunajcem (powiat nowotarski, Małopolska) doszło do poważnej awarii sieci komórkowej. Mieszkańcy i turyści mają trudności z wykonywaniem połączeń. Numer alarmowy 112 działa bez zakłóceń.

Wizz Air wydał komunikat dla podróżnych z Poznania z ostatniej chwili
Wizz Air wydał komunikat dla podróżnych z Poznania

W 2026 roku z Portu Lotniczego Poznań-Ławica będzie można polecieć do dwóch nowych europejskich miast. Linia Wizz Air uruchomi loty do Podgoricy w Czarnogórze oraz do Bazylei na pograniczu Szwajcarii, Francji i Niemiec. Nowe kierunki to kolejny krok w rozwoju siatki połączeń z Poznania.

Jest nowy sondaż partyjny. Spodoba się Grzegorzowi Braunowi z ostatniej chwili
Jest nowy sondaż partyjny. Spodoba się Grzegorzowi Braunowi

Gdyby wybory parlamentarne odbyły się w najbliższą niedzielę, partia Donalda Tuska mogłaby jednak stracić władzę, bo jej dwaj koalicjanci - Polska 2050 i PSL - znaleźliby się pod progiem wyborczym - wynika z sondażu United Surveys dla Wirtualnej Polski. Stałoby się tak mimo nieznacznego prowadzenia Koalicji Obywatelskiej w sondażu. Większość miałaby za to koalicja PiS i Konfederacji. 

Porozumienie w Strefie Gazy pod znakiem zapytania. Przejście graniczne zamknięte z ostatniej chwili
Porozumienie w Strefie Gazy pod znakiem zapytania. Przejście graniczne zamknięte

Hamas w poniedziałek miał przekazać Izraelowi zwłoki 28 zabitych zakładników, ale wydał tylko cztery ciała. Z powodu niedotrzymania terminu Izrael nie otworzy, jak wcześniej planowano, przejścia granicznego w Rafah i ograniczy pomoc humanitarną – przekazał portal Times of Israel.

Nominat Bodnara zmasakrował w SN zarzut o niezdolności do orzekania sędziów powołanych po 2017 r. tylko u nas
Nominat Bodnara zmasakrował w SN zarzut o niezdolności do orzekania sędziów powołanych po 2017 r.

Mec. Bartosz Lewandowski przypomniał mało znane i niewygodne postanowienie Sądu Najwyższego. Zgodnie z nim – jak pisze prawnik – „zasiadanie w składzie sądu przez sędziego powołanego po 2017 r. absolutnie nie oznacza, że istnieje podstawa do uchylenia wyroku i stwierdzenia istnienia bezwzględnej przyczyny odwoławczej”. To wyjątkowo niewygodne postanowienie dla obecnej władzy, zwłaszcza że wydane w składzie z sędzią, który zawdzięcza awans b. ministrowi sprawiedliwości Adamowi Bodnarowi.

Kancelaria Prezydenta ujawnia budżet na 2026 rok. Mniej niż Kancelaria Premiera z ostatniej chwili
Kancelaria Prezydenta ujawnia budżet na 2026 rok. "Mniej niż Kancelaria Premiera"

Kancelaria Prezydenta RP opublikowała szczegóły planowanego budżetu na 2026 rok. Choć wydatki wzrosną o blisko 9 proc., administracja Karola Nawrockiego wciąż dysponować będzie mniejszymi środkami niż Kancelaria Premiera czy parlament. Kancelaria Prezydenta podkreśla: "Większe koszty to efekt inwestycji, remontów i intensywnej aktywności międzynarodowej".

Komunikat IMGW. Pogoda na Wszystkich Świętych zaskoczy Wiadomości
Komunikat IMGW. Pogoda na Wszystkich Świętych zaskoczy

Zimny wiatr, przelotne deszcze i możliwe przymrozki - aura 1 listopada może dać się we znaki wielu odwiedzającym cmentarze.

REKLAMA

Pierwszy w Polsce komputer kwantowy stanie w Poznaniu

Już w przyszłym roku polskie instytucje naukowe, badawcze oraz prywatne firmy będą mogły rozpocząć korzystanie z mocy obliczeniowej pierwszego nad Wisłą komputera kwantowego. To maszyna, która podniesie nasze możliwości obliczeniowe – a mowa o sumie możliwości wszystkich najsilniejszych komputerów w kraju – o kilkanaście razy. To także rzyszłość technologiczna ludzkości, w tym również sztucznej inteligencji.
Komputer kwantowy IBM Pierwszy w Polsce komputer kwantowy stanie w Poznaniu
Komputer kwantowy IBM / Flickr @ Pierre Metivier

Komputery kwantowe działają według zasad mechaniki kwantowej, posługując się cząstkami elementarnymi znajdującymi w superpozycji, czyli w wielu miejscach i stanach naraz. Brzmi jak magia? I tak wygląda dla przeciętnego człowieka, jeżeli nie pochylił się nad najciekawszą, a jednocześnie najbardziej tajemniczą dziedziną fizyki. Choć sama mechanika kwantowa jest obecna w naszym języku i skojarzeniach, jeden z jej twórców fizyk Richard Feynman zwykł mawiać: „Jeśli sądzisz, że rozumiesz mechanikę kwantową, to nie rozumiesz mechaniki kwantowej”.

 Czytaj także: Europejska integracja czy niemiecka dominacja? Jak Polska podporządkowuje się Berlinowi

Kot Schroedingera i foton w wielu miejscach

Kiedy Edwin Schroedinger, inny fizyk zajmujący się cząstkami elementarnymi, po latach pracy doszedł do wniosku, że do czasu zaistnienia obserwatora zjawiska wszystkie możliwości są w każdej chwili aktualne, zaproponował kolegom oraz studentom eksperyment myślowy. Chodziło o uśmiercenie (lub nie) kota zamkniętego w pudełku, który ginął (lub nie), w zależności od tego, czy uwolniony foton, jedna z najmniejszych cząstek elementarnych, uderzy lub nie uderzy w dźwignię, która pośrednio spowoduje śmierć kota, wyliczenia pokazywały, że foton uderzy i nie uderzy jednocześnie. A efektem tego stało się umieszczenie kota w superpozycji kwantowej – krótko mówiąc, do otwarcia pudełka i wykonania obserwacji kot był jednocześnie żywy i martwy. I jeżeli wyda wam się to oczywiste, bo przecież dopiero otwierając pudełko, zobaczymy, co się z kotem stało, ponieważ za jego śmierć odpowiadał foton, dla którego superpozycja jest stanem naturalnym, los kota ważył się dopiero w momencie otwierania pudełka. Zupełnie jakby przez chwilę lokalny czas kota płynął do tyłu po to, żeby złapać moment, w którym foton „wybierał” drogę do dźwigni, lub taką, która dźwignię pomija. Tak czy inaczej kot w pudełku rzeczywiście znajduje się w dwóch stanach – jest żywy i martwy jednocześnie.

Zdumiewające zachowanie fotonów (również elektronów i innych cząstek elementarnych) zostało później udowodnione w jak najbardziej namacalnych eksperymentach, kiedy strzelano jednym fotonem w ścianę, w której znajdowały się dwa otwory. Kiedy nie było obserwatora, foton przelatywał przez jeden i drugi otwór jednocześnie, tworząc dwa ślady na światłoczułej powierzchni za otworami (podczas kiedy przy obserwatorze zawsze przelatywał tylko przez jeden otwór). 

Wykorzystanie takich właściwości mikroświata powoduje, że mając do dyspozycji więcej niż jeden foton, możemy prowadzić nie jedno obliczenie w czasie, ale ich niemalże nieskończoną ilość, bo oprócz wartości 0 i 1, które są reprezentacją jednego bitu, mamy do dyspozycji całą masę wartości pośrednich również przyjmowanych w tym czasie przez taką cząsteczkę. Jednostką informacji – niosącą jednak znacznie więcej danych – staje się wówczas nie bit, a kubit umożliwiający równoległe wykonywanie wielu obliczeń. 

Komputery kwantowe oparte na tych właściwościach naszego mikroświata – trudne do zaakceptowania dla przeciętnego człowieka – mają jednak swoje wymagania. Muszą być w pełni izolowane od otoczenia. Chodzi o pozbawienie obserwatora możliwości kontaktu (nawet pośredniego, przez urządzenia) z komputerem, bo wówczas stan kwantowy wyliczeń sprowadza się do jednego, a nie miliarda wyników, zaś wart miliardy dolarów sprzęt zamienia się w zwykłego peceta. Dzieje się to w ciągu ułamka sekundy i zauważamy to dopiero po wynikach wypluwanych przez procesor. 

To najsłabsza strona komputerów kwantowych, bo żeby umożliwić im istnienie i funkcjonowanie w oparciu o funkcje falowe, trzeba je idealnie izolować od otoczenia – to kwestia zmian temperatury, światła, obecności ludzi, a nawet... sprzętu nagrywającego. Aby przeciwdziałać dekoherencji, stosuje się kody kwantowej korekcji błędów, dynamiczną kontrolę rozprzęgnięcia (zmniejszenie sprzężenia pomiędzy systemem a środowiskiem), kontrolę sprzężenia zwrotnego oraz podprzestrzenie bez dekoherencji.

Czytaj także: „Młot na marksizm”: Drag queen trafią do polskich szkół

Supermaszyna na poznańskiej ziemi 

Istniejące dzisiaj na świecie komputery kwantowe są w taki sposób izolowane od świata, żeby nie mieć z nim absolutnie żadnego kontaktu. Taki ma być również pierwszy polski komputer, który staje właśnie w Poznańskim Centrum Superkomputeorowo-Sieciowym. EuroQCS-Poland, jak nazywa się budowana właśnie jednostka, będzie częścią rozbudowywanej europejskiej sieci komputerów kwantowych. 

Jak uważają naukowcy, dzięki komputerowi będzie można rozwijać ważne aplikacje dla przemysłu, nauki oraz społeczeństwa. Dzięki nowemu komputerowi kwantowemu rozszerzą się znacznie również możliwości europejskiej infrastruktury superkomputerowej. Komputer kwantowy, oparty na technologii spułapkowanych jonów, zostanie zintegrowany z klasycznym systemem superkomputerowym, co ma wzmocnić i rozwinąć istniejące hybrydowe rozwiązania, które za pomocą technologii kwantowych wzbogacą infrastrukturę superkomputerów.

Hybrydowa instalacja ma wspierać dotychczasowe i nowe działania w takim zakresie, jak kwantowa optymalizacja, chemia kwantowa, kwantowe badania materiałowe czy kwantowe uczenie maszynowe. Jej zintegrowanie z istniejącą w Polsce infrastrukturą i siecią naukową Pionier pozwoli zaś na zdalny dostęp do możliwości obliczeniowych EuroQCS-Poland dla innych nadwiślańskich ośrodków naukowych, ale również zajmujących się rozwojem nowych, w tym kosmicznych, technologii.

Łotysze pomogą w zamian za dostęp

Partnerami budowy pierwszego polskiego komputera kwantowego zostały Centrum Fizyki Teoretycznej PAN, Creotech Instruments S.A. oraz... Uniwersytet Łotewski, którego naukowcy również będą mogli korzystać z możliwości obliczeniowych komputera. Trzy z dziesięciu najsilniejszych komputerów kwantowych świata znajdują się w Europie. To fiński LUMI, włoski  Leonardo i hiszpański MareNostrum 5 . Czas pokaże, czy i kiedy dołączy do nich polski EuroQCS-Poland.
 



 

Polecane
Emerytury
Stażowe