Skepse o možnostech kvantových počítačů: Zájem opadá, přichází „kvantová zima“?

Klasické počítače se začínají těm kvantovým podobat v tom, že dnes už velikost hradel dosahuje několika atomů až několika desítek atomů, jde tedy v obou případech o struktury zcela drobné. Přesto je mezi nimi zásadní rozdíl: Klasické počítače vznikly postupnou miniaturizací klasických hradel, která se dostávají k atomovým limitům, a tedy i možnostem miniaturizace své vlastní architektury, zatímco kvantové počítače mohou operovat pouze v těch nejmenších měřítkách.

Klasické počítače operují v binárním kódu, s bity, které mohou nabývat hodnot nula anebo jedna. Kvantové počítače operují s qubity, které mohou reprezentovat nejen jedničku a nulu, ale také jejich mezistavy. S qubity se operuje pomocí kvantových hradel a čistě teoreticky mohou tyto operace být plně reverzibilní, což by mohlo vést k unikátní třídě kvantových adiabatických počítačů, které by mohly provádět plně reverzibilní výpočty a obejít Landauerův limit, tedy mohly by pracovat bez jakýchkoliv ztrát energie. Adiabatické počítače totiž během výpočtů neničí žádnou informaci a nemění ji na ztrátovou energii, pouze ji přeuspořádávají. To by mohlo vést ke třídě energeticky zcela unikátních počítačů pracujících jenom s minimem dostupné energie, což by mělo význam hlavně v budoucnosti u mezihvězdného cestování a podobně. Adiabatické počítače jsou také občas popisovány jako „poslední fungující struktury v expandujícím vesmíru“, což zní značně scifisticky – a hlavně nás to zrovna teď nemusí moc trápit, protože to je z našeho hlediska ještě velice daleko.

Zatím pro nás nepředstavuje problém energie, které máme stále hodně. Úspornost adiabatických kvantových počítačů je pro nás nezajímavá, podstatně důležitější je tak zvaná quantum advantage, schopnost kvantových počítačů řešit efektivně úlohy, které klasické počítače nezvládají, anebo mají podstatně větší složitost při jejich řešení. 

Problém je v tom, že výhoda kvantových počítačů se objevuje jen u omezeného setu známých úloh – a mají další technické problémy, kterými se zabývá teoretická fyzička a vědecká youtuberka Sabrina Hossenfeldová. Ta se poměrně rozsáhle věnuje problémům kvantových počítačů, o kterých se příliš nemluví. Nejde převážně o věci týkající se primárních principů kvantových počítačů, ale o praktické problémy s jejich konstrukcí a funkcí.