Kvantové inženýrství vstupuje do zlatého věku objevů. Jen za poslední rok vědci po celém světě posunuli hranice ultra-malého a dosáhli výkonů, které byly dříve považovány za desítky let vzdálené. Od kvantových počítačů, které překonávají klasické superpočítače, přes kvantové sítě přenášející data pomocí provázanosti, po kvantové senzory detekující nejmenší signály a kvantové materiály odhalující exotické nové stavy hmoty – nedávné pokroky zasahují všechny kouty tohoto špičkového oboru. Níže prozkoumáme hlavní podobory kvantového inženýrství, zdůrazníme klíčové průlomy z posledního roku a srozumitelně vysvětlíme, co tyto vývoje znamenají pro naši budoucnost.
Kvantové počítání: Blíže užitečným kvantovým strojům
Topologický kvantový procesor Majorana 1, představený začátkem roku 2025, je 8-qubitový čip, který využívá nový materiál „topologický supravodič“ pro stabilnější qubity. Tento průlomový přístup, vedený fyziky z Microsoftu a UC Santa Barbara, slibuje vnitřně odolné qubity proti chybám universityofcalifornia.edu.
Kvantové počítání využívá podivné vlastnosti kvantových bitů (qubitů) – které mohou existovat jako 0 a 1 současně – k provádění výpočtů daleko za hranicemi běžných počítačů. V letech 2024 a 2025 udělalo kvantové počítání několik velkých kroků směrem k praktičnosti:
- Překonání klasických superpočítačů: Nejnovější kvantový čip Googlu „Willow“ zvládl výpočetní úlohu za méně než pět minut, která by špičkovému superpočítači trvala odhadem 10 septilionů (10^25) let blog.google. Tato dramatická demonstrace „kvantové výhody“ ukazuje, jak jsou některé problémy (jako simulace složitých molekul nebo řešení optimalizačních úloh) zcela mimo dosah klasických strojů, ale řešitelné kvantovými procesory.
- Průlom v opravě chyb: Možná ještě důležitější je, že Googleův 70qubitový čip Willow ukázal, že přidání více qubitů může exponenciálně snižovat chyby – v podstatě prolomení 30 let trvajícího hledání v oblasti kvantové opravy chyb blog.google. „Tímto jsme prolomili klíčovou výzvu v kvantové opravě chyb, kterou se obor snaží vyřešit téměř 30 let,“ napsal ředitel Google Quantum AI Hartmut Neven blog.google. Provozem pod prahem opravy chyb poskytl Willow dosud nejjasnější důkaz, že škálovatelná, odolná kvantová výpočetní technika je dosažitelná blog.google. Odborníci to označili za „nejpřesvědčivější prototyp škálovatelného logického qubitu, který byl dosud postaven… silný signál, že lze postavit užitečné, velmi velké kvantové počítače“ blog.google.
- Příchod topologických qubitů: V dalším ohromujícím pokroku vytvořil tým Microsoft/UCSB první topologické qubity vůbec – exotické qubity uložené v nové fázi hmoty zvané topologický supravodič universityofcalifornia.edu. Tyto qubity (realizované v 8qubitovém prototypovém čipu nazvaném Majorana 1) využívají Majorana nulové módy – podivné kvazičástice, které jsou samy sobě antičásticí – k zakódování informací s vestavěnou ochranou proti šumu universityofcalifornia.edu. „Vytvořili jsme nový stav hmoty, nazvaný topologický supravodič,“ vysvětlil Dr. Chetan Nayak, ředitel Microsoft Station Q, a dodal, že jejich výsledky ukazují, „že to dokážeme, dokážeme to rychle a přesně“ universityofcalifornia.edu. Topologické qubity jsou od přírody stabilnější, což potenciálně umožní kvantové počítače, které budou potřebovat mnohem méně qubitů pro opravu chyb. Microsoft dokonce oznámil plán škálovat tuto technologii na milion qubitů na jediném čipu v příštích letech azure.microsoft.com – odvážný cíl, který by v případě realizace znamenal zásadní změnu.
- Škálování a hybnost v odvětví: Přední společnosti nadále závodí o vyšší počet qubitů a lepší výkon. IBM nyní provozuje některé z největších supravodivých kvantových procesorů na světě (nedávno překročila 400+ qubitů na jednom čipu a připravuje čip s 1 121 qubity) a zkoumá modulární „kvantově-centrované superpočítače“, které by mohly v příštím desetiletí dosáhnout až 100 000 qubitů pme.uchicago.edu. Důležité je, že průmysl a akademická sféra spolupracují na tom, aby byl kvantový výpočetní výkon užitečný: například výzkumníci začali integrovat kvantové algoritmy s AI a vysoce výkonnými výpočty pro řešení problémů v chemii a materiálovém inženýrství thequantuminsider.com. Již nyní firmy z farmacie, energetiky, financí a letectví experimentují s kvantovými počítači při řešení reálných úkolů time.com. Jak napsali dva generální ředitelé v časopise Time, „kvantová éra již začala“, přičemž kvantový hardware a software se za posledních 18 měsíců vyvíjí „závratnou rychlostí“ time.com.
Co bude dál? Díky těmto průlomům kvantové počítače postupně ztrácejí pověst vzdáleného snu a stávají se nástrojem pro řešení reálných problémů. Opravené qubity a stabilní topologické qubity by se mohly objevit během několika let, což umožní strojům spolehlivě překonávat klasické superpočítače v užitečných úlohách. Důsledky jsou obrovské: mohli bychom navrhovat nové léky a materiály simulací chemie na kvantové úrovni, optimalizovat složitou logistiku a AI modely a dokonce řešit dnes neřešitelné problémy. I když výzvy zůstávají (škálování na tisíce nebo miliony qubitů, zlepšení kvality qubitů a snížení nákladů), nedávný pokrok naznačuje, že užitečné kvantové počítače mohou přijít mnohem dříve, než mnozí očekávali. Jak uvedla jedna zpráva, místo jednoho „momentu žárovky“ přichází kvantová revoluce prostřednictvím „výkonnostních průlomů, vyřešených problémů a trvalé tvorby hodnoty“ – často v zákulisí, ale již v běhu time.com.
Kvantová komunikace: Budování kvantového internetu
Kvantová komunikace využívá kvantové stavy (jako jsou provázané fotony) k umožnění ultra-bezpečného, okamžitého přenosu informací. Na rozdíl od běžných signálů může být kvantová informace přenášena způsoby, které odposlouchávači nemohou zachytit bez odhalení, což vytváří základy pro nehacknutelný kvantový internet. Během uplynulého roku došlo k pozoruhodným pokrokům, které tuto vizi přibližují realitě:
- Teleportace na stávajícím optickém vlákně: V celosvětově prvním experimentu inženýři z Northwestern University teleportovali kvantovou informaci přes 30 km optického vlákna, které současně přenášelo běžný internetový provoz news.northwestern.edu. Dosáhli kvantové teleportace (přenos stavu qubitu z jednoho místa na druhé pomocí provázání) přes standardní optické vlákno tím, že pečlivě zabránili rušení ze strany klasických datových toků. „To je neuvěřitelně vzrušující, protože si nikdo nemyslel, že je to možné,“ řekl profesor Prem Kumar, který vedl tuto studii news.northwestern.edu. „Naše práce ukazuje cestu k příští generaci kvantových a klasických sítí sdílejících jednotnou infrastrukturu… v podstatě to otevírá dveře k posunutí kvantové komunikace na další úroveň.“ news.northwestern.edu Tím, že tým našel správné „okno“ vlnové délky a odfiltroval šum, dokázal, že kvantové signály mohou koexistovat s běžným internetovým provozem ve stejném vlákně news.northwestern.edu. To znamená, že možná nebudeme potřebovat speciální kvantová vlákna; budoucí kvantový internet by mohl jezdit po dnešních optických sítích, což by výrazně snížilo bariéry nasazení news.northwestern.edu.
- Dlouhodobé kvantové provázání na dálku, nepřerušené: V dubnu 2025 výzkumníci z T-Labs společnosti Deutsche Telekom a Qunnect předvedli udržitelnou distribuci provázaných fotonů na vzdálenost 30 km v komerčním optickém vlákně s 99% věrností, nepřetržitě po dobu 17 dnů telekom.com. Tato stabilita a dostupnost jsou bezprecedentní. Ukazuje to, že provázané spoje – páteř kvantových sítí – lze spolehlivě udržovat v reálných podmínkách. Trvale vysoká věrnost provázání na dlouhé vzdálenosti je klíčovým krokem k rozsáhlým kvantovým opakovačům a sítím. Skutečnost, že toho bylo dosaženo na standardním nasazeném vlákně v metropolitním Berlíně, podtrhuje, že kvantové síťové technologie opouštějí laboratoř a míří do praktického nasazení telekom.com.
- Škálování kvantových sítí: Po celém světě se kvantové komunikační testovací sítě rychle rozšiřují. Národní projekty propojují města kvantově šifrovanými optickými linkami a satelity. Například Čína má v provozu 2 000 km dlouhé kvantové spojení mezi Pekingem a Šanghají využívající satelity a vlákna pro kvantovou distribuci klíčů (QKD) a evropské spolupráce propojují více zemí v rodící se „kvantové páteři“. V USA vytvořily národní laboratoře a univerzity metropolitní testovací sítě kvantových sítí (například 124milová síť Chicago Quantum Exchange) pro experimenty s výměnou provázání a kvantovými opakovači. Všechny tyto snahy směřují k hlavnímu cíli: celosvětová kvantová síť, která umožní zcela bezpečnou komunikaci a distribuované kvantové výpočty. Nedávné průlomy v oblasti kvantové paměti a opakovačů (zařízení, která uchovávají a prodlužují provázání) zlepšují dosah a spolehlivost kvantových spojení news.northwestern.edu, zatímco malé kvantové satelity již prokázaly schopnost vysílat provázané fotony mezi kontinenty.
Co nás čeká dál? V blízké budoucnosti očekávejte, že kvantově zabezpečená komunikace začne chránit citlivá data. Banky, vlády a poskytovatelé zdravotní péče již testují QKD pro neprolomitelné šifrování kritických spojení. Jak budou kvantové sítě růst, uvidíme nástup kvantových cloudů – bezpečných sítí, kde bude možné vzdáleně přistupovat ke kvantovým počítačům s provázáním zajišťujícím soukromí. Nakonec by plnohodnotný kvantový internet mohl propojit kvantová zařízení po celém světě a umožnit tak například slepé kvantové výpočty (provádění výpočtů na vzdáleném kvantovém serveru se zaručeným soukromím) a synchronizaci atomových hodin po celém světě s bezprecedentní přesností. Hlavní sdělení: kvantová komunikace slibuje internet odolný proti odposlechu, který ochrání naši budoucí digitální infrastrukturu i před kvantovými počítači, jež by mohly prolomit dnešní šifrování.
Kvantové senzory: bezprecedentní přesnost a nové hranice
Kvantové snímání využívá kvantové jevy k měření fyzikálních veličin s extrémní citlivostí a přesností, daleko za hranicemi konvenčních senzorů. Využitím efektů, jako je superpozice a provázání, mohou kvantové senzory detekovat nepatrné změny v polích, silách a čase. Nedávné pokroky přinášejí schopnosti senzorů, které zní téměř jako science fiction:
- Zobrazování atomů a polí v atomárním měřítku: V polovině roku 2024 představil mezinárodní tým vedený Forschungszentrum Jülich v Německu první kvantový senzor na světě pro „atomový svět“ – senzor schopný detekovat elektrická a magnetická pole s prostorovým rozlišením jedné desetiny angströmu (10^−10 m), což je přibližně velikost jediného atomu fz-juelich.de. Toho dosáhli připojením jediné molekuly na špičku skenovacího mikroskopu a využitím kvantového spinu molekuly k detekci polí ve velmi těsné blízkosti fz-juelich.de. „Tento kvantový senzor je průlomový, protože poskytuje snímky materiálů stejně bohaté jako MRI a zároveň nastavuje nový standard prostorového rozlišení,“ uvedl Dr. Taner Esat, hlavní autor fz-juelich.de. Jinými slovy, mohou vizualizovat elektromagnetické krajiny uvnitř materiálů atom po atomu – schopnost, která zcela změní naše chápání materiálů, katalýzy a nanoelektroniky. Tento nástroj může zkoumat defekty v kvantových čipech, mapovat atomy v polovodiči nebo dokonce zkoumat biomolekuly, a to vše s bezkonkurenčním detailem.
- Paralelní kvantové snímání a lepší měření: Koncem roku 2024 vědci z Oak Ridge National Lab (ORNL) oznámili nový kvantově vylepšený snímací systém, který využívá stlačené světlo ke zlepšení citlivosti napříč více senzory najednou ornl.gov. Posíláním speciálně korelovaných fotonů (dvojitých svazků světla s kvantově propojenými vlastnostmi šumu) do čtyřsenzorového pole dosáhli současného zlepšení citlivosti o ~23 % u všech senzorů ve srovnání s klasickými limity ornl.gov. Toto je jedna z prvních demonstrací paralelního kvantového snímání, kdy více míst je zkoumáno s kvantovou výhodou současně. „Obvykle používáte [kvantové] korelace ke zlepšení měření… My jsme zkombinovali časové i prostorové korelace, abychom mohli zkoumat několik senzorů najednou a získat současné kvantové vylepšení pro všechny,“ vysvětlil Alberto Marino z ORNL ornl.gov. Tento přístup by mohl být klíčový pro aplikace jako detekce temné hmoty, kde je třeba, aby velká pole senzorů překonala klasickou citlivost ornl.gov. Může také umožnit rychlejší kvantové zobrazování a lékařskou diagnostiku tím, že zachytí více datových bodů najednou.
- Kvantové senzory v každodenním životě: Kvantové snímací technologie také dozrávají pro použití v reálném světě. Například kvantové magnetometry založené na diamantových centrech dusíku-vakance (NV) nyní dokážou detekovat slabé magnetické signály nervové aktivity v mozku nebo přítomnost vzácných minerálů pod zemí, což byly úkoly dříve nemožné bez obrovských strojů. Senzory s ultrachladnými atomovými interferometry jsou testovány v terénu pro navigační systémy, které nejsou závislé na GPS, měřící nepatrné změny v setrvačnosti a gravitaci pro extrémně přesné sledování pohybu. A pokroky v atomových hodinách stále lámou rekordy: dnešní nejlepší optické mřížkové hodiny jsou tak přesné, že dokážou měřit Einsteinovo gravitační zpomalení času při výškovém rozdílu pouhého milimetru, detekovat, jak čas nepatrně plyne pomaleji blíže k zemské gravitační studni physicsworld.com. Tato ohromující přesnost v podstatě proměňuje hodiny v gravitační senzory a mohla by vést k novým geodetickým technikám (mapování hustotních variací Země pomocí zpomalení času).
Co bude dál? Kvantové senzory jsou na prahu proměny mnoha odvětví. Ve zdravotnictví by SQUID magnetometry a senzory na bázi diamantu mohly umožnit ultra-vysoké rozlišení MRI snímků nebo rozhraní mozek-stroj díky detekci nepatrných biomagnetických polí. V navigaci a geologii mohou kvantové gravimetry a akcelerometry zajistit navigaci nezávislou na GPS pro letadla a podzemní průzkum díky detekci gravitačních anomálií nebo změn v setrvačnosti. Národní obrana využije kvantové senzory k detekci stealth objektů nebo podzemních zařízení (zaznamenáním jemných změn v gravitaci nebo magnetických polích). Dokonce i hledání temné hmoty a gravitačních vln z toho těží – mimořádná citlivost kvantových zařízení otevírá nové okno do základní fyziky. Jakmile se tyto senzory stanou kompaktnějšími a odolnějšími, můžeme očekávat novou éru přístrojů, které budou měřit svět (a vesmír) s nepřekonatelnou přesností, což nám poskytne zpětnou vazbu a schopnosti, které byly dříve jednoduše nedosažitelné.
Kvantové materiály: Objevování stavebních bloků kvantového věku
Základem všech výše uvedených pokroků jsou kvantové materiály – látky s pozoruhodnými kvantově-mechanickými vlastnostmi, které umožňují nové technologie. Mezi kvantové materiály patří supravodiče (vedou elektřinu bez odporu), topologické izolanty (vedou po svých okrajích, ale ne uvnitř), kvantové magnety a další exotické fáze hmoty. V uplynulém roce vědci učinili vzrušující objevy v oblasti vědy o kvantových materiálech, které nás přibližují k průlomům, jako jsou praktické supravodiče a odolné qubity:
- Topologické supravodiče – nový stav hmoty: Jedním z hlavních úspěchů bylo vytvoření topologického supravodiče v kvantovém procesoru Microsoft/UCSB, o kterém byla řeč dříve. Inženýrstvím hybridního materiálu z polovodiče (arsenid india) a supravodiče (hliník) a jeho ochlazením téměř na absolutní nulu za specifických magnetických polí vědci vyvolali novou fázi hmoty, která hostí Majorana nulové módy na svých koncích azure.microsoft.com. Tyto Majoranovy módy jsou základem topologických qubitů, protože uchovávají kvantovou informaci nelokálně (informace je „rozprostřena“ v materiálu a je tak chráněna). „Téměř století tyto kvazičástice existovaly jen v učebnicích. Nyní je dokážeme vytvářet a ovládat na požádání,“ poznamenal tým Microsoftu azure.microsoft.com. Úspěšná realizace topologické supravodivé fáze je nejen průlomem v oblasti výpočetní techniky, ale také mistrovským dílem materiálové vědy – potvrzením dlouho teoretizovaného stavu hmoty v laboratoři. Topologické supravodiče jsou vzrušující, protože by mohly umožnit elektronická zařízení s nulovou ztrátou energie a vnitřně odolné kvantové bity. Letošní výsledek je důkazem, že takové materiály lze vytvořit a ovládat, což otevírá cestu k nové generaci kvantové elektroniky.
- Nové kvantové fáze a „nekonvenční“ supravodiče: Výzkumníci také objevují přirozeně se vyskytující kvantové materiály s neobvyklými vlastnostmi. V jednom příkladu tým z Cornellovy univerzity nalezl důkazy o „vlně hustoty párů“ ve sloučenině zvané ditelurid uranu (UTe₂) – v podstatě krystalická struktura elektronových párů v supravodiči physics.cornell.edu. Tento nový stav je formou topologické kvantové hmoty, kde se Cooperovy páry (elektronové páry zodpovědné za supravodivost) uspořádávají do stojaté vlny místo obvyklého homogenního kondenzátu physics.cornell.edu. „To, co jsme detekovali, je nový stav kvantové hmoty – topologická vlna hustoty párů složená ze spin-tripletových Cooperových párů,“ řekl Dr. Qiangqiang Gu a poznamenal, že je to poprvé, co byl takový stav pozorován physics.cornell.edu. Spin-tripletové (lichoparita) supravodiče jako UTe₂ jsou svatým grálem, protože by mohly přirozeně podporovat Majoranovy módy pro kvantové počítání physics.cornell.edu. Tento průlom naznačuje, že příroda může hostit kvantové fáze, které jsme nikdy neviděli, s vlastnostmi vhodnými k využití v budoucích technologiích. Mezitím materiáloví vědci dosahují pokroku v syntéze nových 2D materiálů (například nově objevený těžkofermionový 2D materiál CeSiI, který vykazuje podivné chování elektronů azonano.compurdue.edu) a v kombinování materiálů chytrými způsoby – například vrstvením grafenových vrstev pod „magickým úhlem“ k vyvolání supravodivosti, nebo spojováním magnetů a supravodičů za účelem generování nových efektů. Každý nově objevený nebo vytvořený kvantový materiál rozšiřuje paletu nástrojů, které budou mít inženýři k dispozici pro stavbu kvantových zařízení.
- Materiály pro qubity a zařízení: Mnoho aspektů kvantového inženýrství závisí na nalezení materiálů, které mohou hostit qubity s nízkou chybovostí. Během uplynulého roku došlo k pokroku na několika frontách. Výzkumníci ukázali, že defekty v širokopásmových polovodičích (jako jsou vakance v diamantu nebo příměsi v karbidu křemíku) mohou sloužit jako stabilní qubity, které fungují i při pokojové teplotě, což by mohlo být skvělé pro kvantové senzory a jednoduché kvantové procesory. Další snaha ukázala výrobu qubitů z prvku vzácných zemin erbium zabudovaného v různých krystalových hostitelích, což zdůrazňuje, jak volba materiálu ovlivňuje kvantové vlastnosti pme.uchicago.edu. Zkoumáním nových hostitelských materiálů pro známé qubitové systémy (erbium spiny, křemíkové kvantové tečky atd.) vědci optimalizují doby koherence a konektivitu. Jeden z hlavních milníků přišel z materiálově zaměřeného přístupu Argonne National Lab: postavili nový qubit a dosáhli doby koherence 0,1 milisekundy – téměř 1000krát delší než předchozí rekord pro tento typ pme.uchicago.edu. Toho bylo dosaženo díky inovacím v materiálech, které snížily šum a izolaci qubitu. Delší koherence znamená, že na qubitu lze provést více operací, než dojde ke ztrátě informace, takže tato vylepšení se přímo promítají do výkonnějších a spolehlivějších kvantových počítačů. Jednoduše řečeno, lepší materiály = lepší qubity.
Co bude dál? Hledání revolučních materiálů bude i nadále pohánět kvantové inženýrství kupředu. Hlavním cílem je supravodič při pokojové teplotě – materiál, který supravodí bez extrémního chlazení. Takový objev by znamenal zásadní změnu (umožnil by bezeztrátové elektrické sítě, levné MRI přístroje, maglev dopravu a kvantová zařízení fungující za běžných podmínek). V roce 2023 svět zahlédl, jaké šílenství by takový průlom mohl způsobit, když byl materiál přezdívaný „LK-99“ označen za supravodič při pokojové teplotě – vyvolalo to virální nadšení, ale bylo to rychle vyvráceno důkladným testováním lens.monash.edu, což nám připomnělo, že mimořádná tvrzení vyžadují mimořádné důkazy. Skutečný supravodič při pokojové teplotě zatím zůstává nedosažený, ale postupuje se po malých krůčcích: kritické teploty známých supravodičů se stále zvyšují a nové sloučeniny (někdy pod vysokým tlakem) vykazují supravodivost blíže běžným podmínkám. Kromě supravodičů vědci aktivně hledají materiály, které mohou hostit odolnější qubity (např. materiály s nízkým jaderným spinem pro delší koherenci, nebo topologické materiály pro qubity odolné vůči chybám), stejně jako materiály schopné na požádání emitovat jednotlivé fotony nebo provázané fotony pro komunikaci. Výzkum kvantových materiálů je klíčovým bodem celého oboru – každý nový objev může vést k lepším kvantovým zařízením a aplikacím. V příštích letech očekávejte objevení překvapivých nových fází hmoty a více „na míru šitých“ materiálů (jako je Microsoftův „topokonduktor“ azure.microsoft.com nebo jiné inženýrské struktury), které odemknou možnosti, o kterých jsme dosud ani nesnili.
Závěr: Kvantově-inženýrská budoucnost
Od ultra-výkonných počítačů přes neprolomitelnou komunikaci, ultra-přesné senzory až po nové stavy hmoty – průlomy v kvantovém inženýrství nejsou jen intelektuálně vzrušující, ale ohlašují transformační změny pro společnost v nedaleké budoucnosti. Klíčové je, že tyto dílčí obory nepostupují izolovaně: pokrok v jednom často katalyzuje pokrok v jiných. Například lepší kvantové materiály umožňují stabilnější qubity; vylepšené kvantové počítače pomáhají navrhovat nové materiály; kvantové sítě propojí kvantové počítače a znásobí jejich sílu; a kvantové senzory pomohou charakterizovat materiály a zařízení na atomární úrovni. Jsme svědky počátků pozitivní spirály inovací.
Pro širokou veřejnost se důsledky těchto zdánlivě esoterických pokroků stanou hmatatelnými v různých oblastech:
- Zdravotnictví a chemie: Kvantové počítače by mohly modelovat léky a proteiny s přesností na úrovni atomů, což povede k lékům a materiálům navrženým na počítači místo metodou pokus-omyl. Kvantové senzory by mohly umožnit včasnou detekci nemocí díky zachycení drobných biomarkerů nebo pokročilému snímání mozku.
- Kybernetická bezpečnost a soukromí: Kvantová komunikace pravděpodobně zabezpečí naše finanční transakce a důvěrná data pomocí kvantového šifrování, které hackeři (ani s kvantovými počítači) nedokážou prolomit. Můžeme vést citlivé obchodní nebo diplomatické komunikace s naprostou důvěrností zaručenou fyzikálními zákony.
- Výpočetní technika a AI: Jakmile kvantové procesory začnou řešit optimalizační a strojově-učící úlohy, uvidíme zlepšení ve všem od logistiky dodavatelských řetězců přes modelování klimatu až po schopnosti AI. Některé úkoly, se kterými si dnešní AI neporadí, by mohly být vyřešeny hybridními kvantově-klasickými algoritmy běžícími na budoucích kvantově akcelerovaných cloudových platformách.
- Senzory a navigace: Naše telefony a vozidla mohou jednoho dne obsahovat kvantové gyroskopy a akcelerometry, které umožní ultra-přesnou navigaci i bez dostupnosti GPS. Kvantové gravitační senzory by mohly skenovat podzemí kvůli minerálům nebo monitorovat sopky a zlomy detekcí změn hustoty. Mohli bychom dokonce mít nositelná zařízení, která pomocí kvantových senzorů neinvazivně sledují naše zdraví.
- Energetika a průmysl: Kvantové materiály jako vysokoteplotní supravodiče by mohly zrevolucionizovat elektrickou síť a dopravu pomocí bezztrátových elektrických vedení, efektivní magnetické levitace a lepších baterií (kvantové počítače se již používají k hledání lepší chemie baterií time.com). Průmyslové procesy by mohly těžit z kvantově optimalizovaných návrhů a katalyzátorů.
Stručně řečeno, kvantové inženýrství je na prahu stát se základem technologie 21. století, podobně jako se klasická elektronika stala základem ve století dvacátém. Jak tyto průlomy pokračují rychlým tempem, přibližují nás budoucnosti, kde kvantová zařízení řeší důležité problémy, chrání naše data a odhalují hlubší pravdy o vesmíru. Je to vzrušující doba na hranici vědy – kvantová budoucnost už není spekulací, ale je právě teď krok za krokem vytvářena.
Zdroje:
- Google Quantum AI – Hartmut Neven, „Seznamte se s Willow, naším špičkovým kvantovým čipem,“ Google Blog (prosinec 2024) blog.google.
- University of California, Santa Barbara – Sonia Fernandez, „‘Vytvořili jsme nový stav hmoty’: Nový topologický kvantový procesor znamená průlom ve výpočetní technice,“ (20. února 2025) universityofcalifornia.edu.
- Severozápadní univerzita – Amanda Morris, „První demonstrace kvantové teleportace přes vytížené internetové kabely,“ (20. prosince 2024) news.northwestern.edu.
- Deutsche Telekom T-Labs – Verena Fulde, „Průlom pro kvantový internet – z laboratoře do reálného světa,“ (15. dubna 2025) telekom.com.
- Forschungszentrum Jülich – Tisková zpráva, „Kvantový senzor pro atomový svět,“ (1. srpna 2024) fz-juelich.de.
- Oak Ridge National Lab – Mark Alewine, „Vědci odhalují kvantovou výhodu, která by mohla posunout budoucí senzorová zařízení,“ ORNL News (16. října 2024) ornl.gov.
- Cornellova univerzita – „Průlom identifikuje nový stav topologické kvantové hmoty,“ Cornell Chronicle (10. července 2023) physics.cornell.edu.
- University of Chicago PME – „Světový den kvant 2024: Nejnovější vývoj v kvantové vědě a technologiích,“ (12. dubna 2024) pme.uchicago.edu.
- Time Magazine – Vimal Kapur & Rajeeb Hazra, „Kvantová éra už začala,“ (září 2024) time.com.
- Nature/ACS Publications – Důkazy vyvracející tvrzení o supravodivosti LK-99 při pokojové teplotě (2023) lens.monash.edu.
