Když tomu nerozumíš, tak o tom nepiš, kladli nám kdysi na srdce v kurzech pokročilé ekonomické žurnalistiky, kde přednášeli lektoři z Hlasu Ameriky nebo britského Guardianu. Mockrát jsem si na to vzpomněl, když jsem si lízal rány z nějakého průšvihu, který by se nestal, kdybych zalez a nechal to na někom kvalifikovanějším. Ale co když žádný nepřijde? Nebo o tom nebude psát právě proto, že tomu rozumí a ví, co by ho čekalo? Tak mi to nedalo – a teď je to tu zas. Bude to o kvantových počítačích a vysokoteplotní supravodivosti v tekutém dusíku.

Jedná se o dva mimořádné úspěchy čínských vědců, na které upozorňuje Science Express. To je služba, která sleduje výskyt obzvlášť důležitých vědeckých prvenství a dává je do elektronického oběhu ještě předtím, než se objeví v příslušném vědeckém časopise, v tomto případě v Nature. Mně to signalizovali autoři z The China Academy, kteří vedou příslušnou rubriku na americkém portále Substack.com.

https://chinaacademy.substack.com/p/two-new-milestones-quantum-computing

Než to ke mně došlo, už to na tom Nature vyšlo. Kdysi jsme v Ekonomu patřili do stejného německého vydavatelství, ale to neznamená, že by mi to pomohlo porozumět něčemu mimo jejich úvodní publicistiku, po které následovala drsná vědařina. Příspěvek publikuje tým, který vedl Jian-wei Pan (Ťian-wei Pchan) z Čínské vědecko-technické univerzity a Xiabo Zhu (Siao-po Ču) a Xiao-Yuan Yuan (Siao-jüan Jüan) z Pekingské univerzity.

Výraz „kvantový“ vyvolává dojem, že v něčem takovém se přece ekonom musí vyznat, ale není tomu tak. Nějaké to číslo z toho přesto vyvaříme. U toho kvantového počítače to jde i bez násilí – rekord byl 24, ale Číňani dali 51, a víc je líp. Navíc prý vytvořili kvantový algoritmus pro měření v kvantové chemii a materiálových vědách.

V abstraktu příspěvku v Nature se píše, že „škálovatelné utváření vícestranných propojení s rostoucím počtem qubitů je důležité jak z hlediska základního výzkumu, tak pro praktické využití v kvantových informačních technologiích. Mnohostranné propojení nám ukazuje silnou protikladnost mezi předpovědí kvantové mechaniky a lokální realizací a může být využito pro studium přechodu od kvantového ke klasickému (quantum-to-classical-transition). To za prvé. A za druhé, vytvoření rozsáhlého propojení je meřítkem kvality a kontrolovatelnosti kvantového systému a je podstatné pro realizaci univerzální kvantové kybernetiky.“

Já myslím, že to je jasné, i když netušíme, o co jde. Ta čísla – z 24 na 51 – jsou nejsrozumitelnější. Počítaly se provázané qubity. Qubit (čti kjúbit) naznačuje souvislost s bitem z reálného kompu, neboť jde o aktivní prvek, od kterého si slibujeme něco podobného. Jenže!! Qubit nám neříká, zda dává jedničku nebo nulu, tedy pravda, nebo nepravda, ale spíše pravděpodobnost, a dokonce i zápornou nebo vyjádřenou komplexním číslem.

Provázanost je jev z kvantové mechaniky, kdy stav jednoho fotonu, třeba jeho polarita, ovlivňuje stav jiného fotonu, a obé se dá změřit. Ve skutečnosti je to zase jinak, neboť kvantová mechanika nemá moc souvislostí s běžnou mechanikou. Pokrok začal roku 1998, kdy se podařilo provázat tři qubity pomocí magnetické rezonance.

Nesrozumitelný je i zápis o takovém jevu. Nekvalifikovaného kibice má odradit spousta řeckých písmen a nezvyklých závorek v množinových počtech v omáčce indexů, které se klestí neznámými operátory, jako je třeba kolečko s křížkem. Pro začátek, neoznačuje osobu na odstřel.

Co však pochopit lze, je rozdíl kvantového procesoru proti běžnému počítadlu na sebešpičkovější úrovni. I ty nejlepší tranzistory standardního procesoru jsou sice malé, ale pořád ještě v řádu mnoha atomů či molekul, zatímco kvantové jevy se odehrávají uvnitř atomu. Vidět se to nedá, ale podle zmíněných zpráv o pokroku v kvantové kybernetice, zaznamenat a měřit to trochu lze.

Na cestě má být obrovský nárůst rychlosti operací a výkonu, samozřejmě, až to bude větší a spolehlivější. Proto je hlavní zprávou fakt, že se zvyšuje jak počet provázaných definovaných aktivních prvků (qubity), tak míra pravděpodobnosti, že výsledek není náhodná chyba. Prototyp kvantového superpočítače Zuchongzhi II zvýšil spolehlivost paralelních multiqubitových bran na 99,05 % a přesnost čtení jejich stavu na 95,09 %. Název počítače zní v české transkripci Cu Čung-č´, podle čínského matematika a astronoma, který v 5. století spočítal číslo pí s přesností na 7 desetin.

Zmíněný experiment, o kterém se píše v Nature, směřuje k vytvoření 66 qubitového supravodivého kvantového procesoru. A tady se posouváme k tomu druhému objevu, kterým je nový čínský materiál pro vysokoteplotní supravodivost. V Nature je popsán jako oxid niklu chlazený tekutým dusíkem.

Někomu se může zdát tekutý dusík málo vysokoteplotní. Znají ho všichni návštěvníci kožní ordinace, kde ho mají v bandaskách. Ty čas od času otevřou, namočí špachtli s vatičkou a potřou tím na kůži něco ošklivého, až je to ještě ošklivější, ale s léčebným účinkem. Otvírání bandasky a namáčení špachtle ten tekutý dusík nijak moc neohrožuje. Tušíme tedy, že u té supravodivosti jde o přechod do dostupného stabilního prostředí.

Radost z toho nemají jen kvantoví kybernetici, ale spousta dalších oborů. Kdysi jsem v Česku narazil na úvahy o výstavbě rychlodráhy na principech magnetické levitace. Tam by se hodily supravodivé magnety, zvlášť když se s tím už tou dobou (matně vzpomínám, psal jsem to roku 1988) experimentovalo v bohnickém tokamaku Fyzikálního ústavu ČSAV.

Není asi náhoda, že oba články vyšly v Nature v době návštěvy americké ministryně Janet Yellenové v Číně. Vyznění této návštěvy bylo překvapivě vstřícné. Atmosféru však okamžitě poničily zprávy z Washingtonu o dalších oblastech amerického embarga na špičkové technologie. Číňané už na toto chování jednají symetricky a začali s embargem na vývoz germania a galia, bez kterých se toho v polovodičové technice moc nepořídí. Uvedené zprávy o kvantové výpočetní technice a supravodičích jsou zase demonstrací čínské vědecké síly.

Tajně doufám, že Joe Biden to před volbami vzdá (tlak přes jeho syna Huntera je příliš silný) a mezi uchazeči se vynoří Janet Yellenová. Sama sice prohlásila, že nebude kandidovat, ale to se prý tak dělá.

Smysl mé naděje spočívá v tom, že konfrontace vyšumí a vrátíme se ke spolupráci. Jenže s americkou politikou je to stejné jako s kvantovými qubity, nesnadno se v tom vyznat.

 Zbyněk Fiala

vasevec.info