Qubity odomknú nový výkon aj v logistike

Hoci je kvantová výpočtová technológia ešte stále v plienkach, môže trvať len niekoľko rokov, než radikálne zmení IT systémy. Zahŕňa aj aplikácie v logistike, pretože kvantové počítače (QC) umožňujú riešiť zložité kombinatorické úlohy oveľa rýchlejšie. V logistike môžu napríklad optimalizovať plánovanie trás a toky materiálu a vďaka svojej sile môžu vykonávať komplexné vyhľadávanie v databáze alebo procesy strojového učenia.

Kvantové počítače majú nový druh mikroprocesora, ktorý pracuje podľa fyzikálnych zákonov kvantovej mechaniky, ktoré popisujú vlastnosti stavov hmoty na báze atómov a subatómov. Neľahko pochopiteľná teória sa objavila už v roku 1925. Rozvíjali ju viacerí fyzici, vrátane Wernera Heisenberga a Erwina Schrödingera. Ten uľahčil pochopenie teórie slávnym myšlienkovým experimentom „Schrödingerova mačka“, ktorého podrobnosti je možné nájsť online.

Blesková reakcia

Okrem nového hardvéru vyžadujú kvantové počítače aj iný druh informačných technológií, ktorý používa špeciálne matematické prístupy. Bežný počítač ukladá dáta ako bity, ktoré predpokladajú jeden z dvoch stavov: nula alebo jednotka. Čím viac procesorov má počítač, tým rýchlejšie dokáže vykonávať výpočty a postupne vyhodnocovať bitové sekvencie. Kvantový počítač ukladá dáta v kvantových bitoch alebo tzv. qubitoch. Namiesto obmedzenia na jediný stav (nula alebo jedna) môžu qubity predpokladať oba stavy súčasne, čo je známe ako superpozícia.

Kvantový počítač môže vykonávať oveľa viac výpočtových operácií než konvenčný počítač, pretože dokáže vyhodnocovať všetky možné kombinácie súčasne, nie postupne. Kvantový počítač s 50- timi qubitmi sa môže nachádzať v dvoch na päťdesiatu − teda v cez jeden trilión rôznych stavoch. Odborníci odhadujú, že takýto kvantový počítač by bol silnejší ako dnešné superpočítače. Doteraz boli kvantové počítače prevádzkované iba za prísne kontrolovaných podmienok v špeciálne navrhnutých dátových centrách. Vrcholom týchto podmienok je okolitá teplota mínus 273° C a ochrana proti akejkoľvek interakcii s okolitým svetom. Systémy sú veľmi citlivé a náchylné k chybám, čo ich robí v súčasnosti nevhodnými pre široké komerčné využitie. Ale kvantové počítače s 20 qubitmi − a experimentálne aj s 50 qubitmi − sú už na trhu ako cloudové služby. Tie sú známe ako kvantové systémy brán alebo univerzálne kvantové počítače. Známym príkladom je IBM Q System One.

Aj pre sektor logistiky

Špeciálny typ kvantového počítača − známy buď ako systém kvantového žíhania alebo adiabatický kvantový počítač − je obzvlášť zaujímavý pre logistický sektor. Tieto počítače a ich procesy sú obzvlášť vhodné pre riešenie problémov pri plánovaní trasy. Poskytujú iný spôsob definovania hodnôt qubitov, takže ich hodnoty nie je možné porovnávať s hodnotami používanými univerzálnymi kvantovými počítačmi. Medzi najznámejšie patrí systém D-Wave 2000Q s 2048 qubitmi od kanadskej spoločnosti D-Wave. Okrem „skutočných“ kvantových počítačov používa kvantové žíhanie aj matematickú simuláciu založenú na konvenčnej čipovej technológii. Napríklad Fujitsu ponúka práve takú cloudovú výpočtovú službu, ktorá používa špeciálne navrhnutý binárny čip.

Výkon a praktickosť počítačov so systémom kvantového žíhania v reálnych i simulovaných podmienkach zatiaľ stále nie je dostatočne pokročilý, aby bolo možné zmapovať všetky podmienky a obmedzenia pre plánovanie trás spoločnosti DACHSER, tak aby boli praktické a cenovo dostupné. V najbližších piatich rokoch však môžeme očakávať, že sa rozsah služieb kvantového žíhania rozšíri a vydláždi cestu pre dosiahnutie novej úrovne kvality a optimalizácie trás.