IBM ohlásil kvantovou výhodu třemi pokusy naráz. Ani jedna práce neprošla recenzí

Kvantový počítač má cenu tehdy, když spočítá něco, co klasický stroj nespočítá. Z toho ale plyne potíž, kterou obor vleče od prvního takového tvrzení: co nikdo neumí přepočítat, o tom nikdo neřekne, jestli to vyšlo správně. IBM spolu s Chicagskou univerzitou a firmami Qedma a Algorithmiq oznámil 30. července tři pokusy, které to zkoušejí vyřešit naráz – výpočet mimo dosah klasických metod a k němu doklad, že proběhl tak, jak měl.

Proč se dosavadní tvrzení špatně ověřovala

Obvyklou zkouškou byl dosud odběr vzorků z náhodných obvodů (random circuit sampling). Stroj dostane náhodně poskládanou posloupnost kvantových hradel, vypíše, co mu vyšlo, a klasický počítač se to pokusí zopakovat. Když to nezvládne, má se za to, že kvantový stroj umí něco navíc. Na tom stálo i první tvrzení Googlu z roku 2019, které ostatní později zpochybnili.

Háček je v tom, že když výsledek nejde přepočítat, nejde ani zjistit, jestli stroj počítal zadaný obvod, nebo jestli vydal šum. Východiskem bylo změřit věrnost na obvodech dost malých na klasickou simulaci a číslo protáhnout na velké. To ale předpokládá, že se hardware chová v obou případech stejně, a právě ten předpoklad chtěli autoři odstranit.

Strukturovaný obvod místo náhodného

Práce Sampling hard circuits with verifiably high fidelity, kterou IBM podepsal s Chicagskou univerzitou, mění samotný obvod. Většinu tvoří Cliffordova hradla, tedy ta, která klasický počítač zvládne simulovat rychle. Náročnost dodávají hradla T: každé další zdraží simulaci exponenciálně. Cliffordovu část jde zakódovat do opravného kódu, takže se během výpočtu pozná, kdy nastala chyba, a takový běh se zahodí. Hradla T se pak vkládají na místa, kde tuhle detekci nenaruší.

V pokusu šlo o obvod se 70 qubity a hloubkou 70, do kterého autoři vložili 468 hradel T. Zakódovaný se vešel na 97 fyzických qubitů procesoru IBM Heron a chybovost hradel klesla po zahození vadných běhů desetkrát. Výsledný stav má podle abstraktu dolní mez věrnosti 0,284 při 95% spolehlivosti. Tisková zpráva IBM k tomu doplňuje, že výpočet trval zhruba patnáct minut a obsahoval 2 415 logických dvouqubitových operací.

„Jsme teď pevně v éře kvantové výhody,“ říká v ní ředitel IBM Research Jay Gambetta (přeloženo z angličtiny). Podle něj jde o výpočet mimo praktický dosah klasických počítačů, u kterého se navíc dá se statistickou jistotou určit spodní hranice toho, jak věrně proběhl.

Ta 0,284 vypadá nízko a stojí za to ji číst přesně: není to podíl povedených běhů, ale spodní hranice věrnosti, kterou autoři umí doložit. IEEE Spectrum ji popsalo tak, že obvod proběhl věrně nejméně u 28 % běhů, které nebyly zahozeny. To je jiné tvrzení než v abstraktu, a proto výš stojí číslo z abstraktu. Ověřování navíc něco stojí – podle Spectra musel tým kvůli zahazování provést 860krát víc běhů, než kdyby detekci chyb vynechal.

Dvě simulace magnetické látky

Zbylé dvě práce míří blíž k tomu, na co se kvantové počítače chystají, tedy k simulaci materiálů. Podle IEEE Spectrum obě počítaly abstraktní model magnetické látky, do níž vnější pulz tluče v pravidelném rytmu, a obě se místo opravného kódu opíraly o potlačení šumu dopočtem: chyby se z výsledku odečtou matematicky až po měření.

Izraelská Qedma pustila svůj software QESEM na procesoru Heron a dostala se k soustavám o 74 qubitech. Počítala dvourozměrný Floquetův Isingův model, na kterém fyzici zkoumají, jak se magnetické vlastnosti látky vyvíjejí pod pravidelnými pulzy. Výsledky porovnávala s klasickými metodami, které pro ni počítaly japonský ústav RIKEN na superpočítači Fugaku a firma BlueQubit. Podle společné tiskové zprávy se klasické přístupy na téhle úrovni přestaly navzájem shodovat. Kontrolou byl i jiný typ stroje: tytéž oscilace vyšly na iontových počítačích Quantinuum.

Algorithmiq počítal nesourodou kvantovou látku, tedy takovou, která nemá pravidelnou krystalovou mřížku a jejíž vlastnosti se místo od místa liší. Podle IEEE Spectrum šlo o obvod s 56 qubity. Firma zároveň zveřejnila balík monoprop se svou nejlepší klasickou metodou pro simulaci základních stavů molekul, tedy nástroj, kterým může kdokoli útočit na cizí i na její vlastní tvrzení o výhodě.

Co na to lidé mimo tým

Dominik Hangleiter, postdoktorand na ETH v Curychu, považuje podle IEEE Spectrum všechny tři práce za dobrou vědu a chicagský nápad přejít od náhodných obvodů ke strukturovaným za obzvlášť slibný. U prací Qedmy a Algorithmiqu je zdrženlivější: podle něj samy netvrdí, že jde o jasnou výhodu, jen že se to těžko simuluje, a je to tak správně.

Jens Eisert, profesor na Svobodné univerzitě v Berlíně, napsal Spectru, že kvantová výhoda není meta, kterou jde překročit, ale proces. Ověřování simulací mimo dosah klasického počítače podle něj není jeden postup, ale skládání důvěry z několika doplňujících se metod.

Co z toho platí dnes

Všechny tři práce jsou preprinty a recenzním řízením zatím neprošly. Obvody i naměřené výsledky jsou vyvěšené na veřejném Quantum Advantage Trackeru, takže je může kdokoli zkusit dopočítat klasicky. U úlohy od Algorithmiqu to podle IBM osm měsíců nikdo nedokázal. Podle nás je právě tohle na celém oznámení nejcennější část: tvrzení o kvantové výhodě už jednou zaznělo a pak bylo zpochybněno, a otevřená data jsou jediné, co dovolí, aby je vyvrátil někdo jiný než jeho autor.

Zdroje: preprint Sampling hard circuits with verifiably high fidelity (arXiv, 28. července 2026), tiskové zprávy IBM z 30. července 2026 k pokusům s Chicagskou univerzitou, Qedmou a Algorithmiqem, a rozbor IBM Claims Quantum Advantage With New Validation Techniques v IEEE Spectrum z 1. srpna 2026, odkud pocházejí vyjádření obou nezávislých fyziků.