Kvantové počítače mohou přinést revoluci do světa vědy i medicíny. Proč je tedy stále nevyužíváme? Nejsou dostatečně spolehlivé. Tedy alespoň zatím. NVIDIA totiž nedávno představila nové AI modely, které by to měly změnit.
Proč kvantové počítače ještě nefungují naplno?
Nejprve trochu kontextu. Klasický počítač pracuje s bity, kdy každý takový bit je buď 0, nebo 1. Kvantový počítač pracuje s tzv. qubity, které mohou být 0 i 1 zároveň. A právě to dává kvantovým počítačům obrovskou výpočetní sílu. Dokážou totiž řešit problémy, které by běžnému počítači trvaly klidně tisíce let.
Zde ale přichází zásadní háček. Qubity jsou extrémně citlivé a stačí jen malé změny v teplotě nebo elektromagnetickém záření a výpočet se pokazí. Kvantové počítače proto potřebují neustálou kalibraci a rychlou opravu chyb v reálném čase. A to byla ještě donedávna nepřekonatelná překážka.
NVIDIA Ising: Ekosystém pro kvantové počítače
NVIDIA Ising je open source rodina AI modelů, která zlepšuje výkon v oblasti kvantových počítačů. Jedná se o první AI modely svého druhu a společnost NVIDIA je zpřístupňuje všem od výzkumných ústavů, přes laboratoře až po výrobce kvantového hardwaru.
Název odkazuje na Isingův matematický model, který se v kvantovém výzkumu hojně využívá. Za ním se skrývají hned dva AI modely, které přinášejí reálné výsledky.
Ising Calibration a Ising Decoding
Ising Calibration se zaměřuje na jednu z nejcitlivějších oblastí kvantového výzkumu a tou je kalibrace. Kvantové procesory vyžadují pro hladký chod neustálé ladění. Jakákoli nedokonalost nebo odchylka hardwaru totiž představují nepřekonatelný problém.
Dosavadní přístupy nejsou dostatečně rychlé a samostatné. To se ale s Ising Calibration mění. Tento model umí automaticky vyhodnocovat stav kvantového hardwaru a propojit se s agentem, který kalibraci provede automaticky a bez nutnosti lidského zásahu. Ve srovnání s ostatními přístupy si proto vede nejlépe.
Ising Decoding zase řeší opravu chyb. Aby kvantové procesory vůbec mohly fungovat, je nutné chyby qubitů neustále opravovat. To si žádá zpracování terabajtů dat tisíckrát za sekundu, což je obrovská zátěž. Ising Decoding přitom přináší 2,5násobné zrychlení a 3násobné zlepšení přesnosti ve srovnání s nejlepším dosavadním řešením.
Od vývoje léků po dodavatelské řetězce
Kalibrace a oprava chyb byly doposud největší brzdou vývoje. Modely od NVIDIA však mají velký potenciál to změnit a kvantové počítače by se tak konečně mohly začít využívat v praxi.
Modely jsou navíc volně dostupné s otevřenou licencí, včetně dat a nástrojů pro jejich přizpůsobení vlastním potřebám. Díky tomu jsou přístupné vědecké veřejnosti a umožňují vývoj nových léků, prolomení šifrovacích systémů nebo optimalizaci rozsáhlých dodavatelských sítí.
AI jako chybějící dílek skládačky
NVIDIA Ising není jen technická novinka. Může urychlit vývoj zásadní technologie, která doposud vázla na půli cesty. A ačkoliv jsou slova o kvantové revoluci zatím předčasná, s AI pomocníky jako Ising se blíží rychleji, než jsme čekali.
Zdroj: NVIDIA Ising, NVIDIA Newsroom, Microsoft Azure, IBM
