W konferencji uczestniczyli przedstawiciele firmy D-Wave, producenta najbardziej zaawansowanych na świecie komputerów kwantowych. Jej klientami są: Lockheed Martin, The Quantum Artificial Intelligence Lab (Google, NASA, USRA), Los Alamos National Laboratory czy USC Information Sciences Institute. Otwarcia konferencji dokonali prof. zw. dr hab. Alicja Ratuszna (dziekan Wydziału Matematyki, Fizyki i Chemii UŚ poprzedniej kadencji) i dr hab. Jerzy Dajka (dyrektor Instytutu Fizyki UŚ).

Robert „Bo” Ewald (president of D-Wave U.S.) przybliżył uczestnikom konferencji historię mechaniki kwantowej

Na konferencji wystąpili m.in.: Robert „Bo” Ewald (president of D-Wave U.S.), dr Edward „Denny” Dahl (D-Wave U.S.) i Andy Mason (D-Wave U.S.), dr hab. Marcin Kostur, pełnomocnik rektora ds. zastosowania nowoczesnych komputerowych metod kształcenia dla regionalnych kadr innowacyjnej gospodarki (Instytut Fizyki UŚ), prof. dr hab. Marcin Mierzejewski (Instytut Fizyki UŚ) i dr Bartłomiej Gardas (Los Alamos National Laboratory, Instytut Fizyki UŚ).

Komputery kwantowe to jeden z najbardziej gorących tematów w fizyce drugiego dziesięciolecia XXI wieku. Nie tylko dlatego, że cząstki znajdujące się – podobnie jak słynny kot Schrödingera – w superpozycji stanów stanowią źródło nieporównywalnie większej mocy obliczeniowej niż ta, którą dysponują klasyczne komputery, ale przede wszystkim dlatego, że sama idea komputera kwantowego wpisuje się w trwającą od dziesięcioleci dyskusję o istocie naszej rzeczywistości.

Czym właściwie są komputery kwantowe i czym różnią się od komputerów klasycznych? Przede wszystkim komputery kwantowe wykorzystują właściwości bitów kwantowych, czyli tzw. kubitów (ang. qubit od quantum bit ‘bit kwantowy’). Kubit to najmniejsza i niepodzielna jednostka informacji kwantowej. Z fizycznego punktu widzenia kubit jest to kwantowomechaniczny układ opisany dwuwymiarową przestrzenią Hilberta, w związku z czym różni się od klasycznego bitu tym, że może znajdować się w dowolnej superpozycji dwóch stanów kwantowych. Mówiąc inaczej, w przeciwieństwie do klasycznych komputerów, w których bity muszą mieć wartość zero lub jeden, kubit może przyjmować wiele wartości jednocześnie.

Jak można się domyślić, zastosowanie komputerów kwantowych pozwala na bardzo szybkie przetwarzanie informacji. Wykorzystują one takie zjawiska, jak splątanie kwantowe lub tunelowanie kwantowe.

Pierwsza na świecie firma komercyjna „produkująca” komputery kwantowe to D-Wave The Quantum Computing Company. Jej klientami są: Lockheed Martin, The Quantum Artificial Intelligence Lab (Google, NASA, USRA), Los Alamos National Laboratory czy USC Information Sciences Institute. Komputery kwantowe D-Wave przeznaczone są do rozwiązywania zagadnień optymalizacji przy wykorzystaniu przyśpieszających obliczenia algorytmów kwantowych.

Najnowszy i najbardziej zaawansowany technologicznie produkt firmy to The D-Wave 2X™ System. Wykorzystuje efekty kwantowomechaniczne, działa w ekstremalnych warunkach, a algorytm kwantowy umożliwia rozwiązywanie bardzo trudnych problemów w bardzo krótkim czasie. Jego nadprzewodzący procesor niemal nie wytwarza ciepła, zaś specjalne urządzenie chłodzące pracuje w obiegu zamkniętym. Procesor pracuje w środowisku ochłodzonym do temperatury do 180 razy niższej niż temperatura przestrzeni międzygwiezdnej (0,015 Kelvina, -273°C, czyli 0,015 powyżej zera absolutnego). Unikalne środowisko procesora jest ekranowane – do wartości pola magnetycznego 50 tys. razy mniejszej niż pole magnetyczne Ziemi. Panuje tam wysoka próżnia: ciśnienie 10 miliardów razy mniejsze od ciśnienia atmosferycznego, a ta swoista „lodówka” oraz serwery zużywają zaledwie 25 kW mocy.

Działanie komputera D-Wave polega na tym, żeby sieć złożoną z 1000 maleńkich obwodów nadprzewodzących schłodzić do temperatury bliskiej zera absolutnego, by uzyskać efekty kwantowe. Użytkownik modeluje problem w celu poszukiwania „najniższego punktu w rozległym krajobrazie”. Procesor rozważa wszystkie możliwości równocześnie, aby określić najmniejszą energię potrzebną do wytworzenia tych związków. Wielokrotne rozwiązania są zwracane użytkownikowi, skalowane, aby pokazać optymalne odpowiedzi.

Wydarzenie w Śląskim Międzyuczelnianym Centrum Edukacji i Badań Interdyscyplinarnych w Chorzowie stanowiło okazję do wymiany doświadczeń i rozmów na temat wytyczania ścieżek rozwoju klasycznej i kwantowej informatyki stosowanej. Podczas wydarzenia była również możliwość zwiedzenia laboratoriów SMCEBI. Tym, co na pewno cieszy, jest udział w konferencji wielu młodych ludzi, którzy wykazywali duże zainteresowanie nową technologią, nowymi możliwościami w świecie komputerów i produktami przyszłości.

Więcej informacji na temat działania The D-Wave 2X™ System można znaleźć na stronie: http://www.dwavesys.com/d-wave-twosystem.