Kvantové technologie zažívají boom. Spolu s ním také výrazně roste počet odborných publikací, které tuto technologii zkoumají. Od stostránkových článků přiznávajících, že algoritmy bude možné nasadit nejprve za deset let, až po třístránkové zprávy oznamující zdařilou implementaci algoritmů, avšak s velmi omezenými výsledky. Jen málo odborných článků splňuje obojí, a tak je i pro řadu odborníků náročné se zorientovat v problematice algoritmů pro kvantové počítače. Tuto mezeru se snaží zaplnit nová přehledová studie Jakuba Marečka z Centra umělé inteligence FEL ČVUT a dalších 44 autorů z univerzit i soukromého sektoru. Studii s názvem „Výzvy a příležitosti v kvantové optimalizaci“ otiskl renomovaný magazín Nature Reviews Physics.
Kvantové počítače jsou vhodné na řešení některých složitých úloh, které by klasickým počítačům trvaly dlouho, nebo by je nedokázaly vyřešit vůbec. Často uváděným příkladem je luštění zašifrovaných zpráv, ačkoliv některá populární podání této úlohy nejsou zcela věrohodná. Dalším takovým příkladem jsou optimalizační úlohy, které mají za cíl najít nejlepší možné řešení – třeba nejrychlejší trasu na mapě s ohledem na dopravní situaci nebo vhodné využití rozpočtu. A právě na optimalizační algoritmy se zaměřuje nová studie. Mapuje různé přístupy k optimalizaci a nabízí jejich srovnání i predikce dalšího vývoje.
Autoři také upozorňují na největší výzvy oboru. „Abychom využili výhody kvantových počítačů, bude potřeba provést ještě celou řadu výzkumů. A nemůže zůstat jen u teoretického bádání,“ upozorňuje Jakub Mareček z Centra umělé inteligence FEL ČVUT. „Klíčové budou experimenty, práce s reálnými technologiemi a ověření našich hypotéz v praxi. I proto jsem rád, že ve skupině máme firmy jako IBM, které kvantové počítače vyvíjí, rozumí jim, a ochotně s námi sdílejí své poznatky,“ dodává. Díky tomu může skupina dr. Jakuba Marečka využívat pro výzkumné účely počítače IBM Q, které mají až 1121 qubitů.
Zatím ale ani počítače IBM Q nejsou schopny qubity udržovat dostatečně dlouho koherentní, aby překonaly nejlepší dostupné klasické počítače. Ty dokáží řešit konvexní optimalizační problémy, kde lokální optima jsou globálními optimy, v dimenzích 1020 i větších, které kvantové počítače podle odhadu vědců v příštím desetiletí ještě řešit nezvládnou. Vědci však ve studii pro Nature Reviews Physics identifikují oblasti, ve kterých by kvantové počítače mohly již brzy překonat nejlepší klasické počítače, zejména v práci s nekonvexními optimalizačními problémy a optimalizačními problémy s neurčitostí.
Studie je výsledkem několikaleté spolupráce mezi experty napříč obory, jako je matematika, informatika a fyzika. Akademickou obec ve skupině kromě FEL ČVUT zastupuje také Massachusettský technologický institut (MIT), Švýcarský federální technologický institut v Lausanne (EPFL), Technická univerzita v Berlíně a další. Do výzkumu se zapojily také firmy E.ON, Erste Bank, HSBC, IBM a Volkswagen.
Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 kateder umístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlově náměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky, telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí mezi prvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30 % výzkumných výsledků celého ČVUT a má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Od roku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako doklad prvotřídního vzdělání. Více informací najdete na www.fel.cvut.cz.
České vysoké učení technické v Praze patří k největším a nejstarším technickým vysokým školám v Evropě. Podle Metodiky 2017+ je nejlepší českou technikou ve skupině hodnocených technických vysokých škol. V současné době má ČVUT osm fakult (stavební, strojní, elektrotechnická, jaderná a fyzikálně inženýrská, architektury, dopravní, biomedicínského inženýrství, informačních technologií). Studuje na něm přes 19 000 studentů. V akademickém roce 2024/2025 má ČVUT v Praze akreditováno celkem 341 studijních programů, z toho 145 v angličtině. Kromě fakult tvoří ČVUT v Praze také šest ústavů (Kloknerův ústav, Masarykův ústav vyšších studií, Ústav tělesné výchovy a sportu, Univerzitní centrum energeticky efektivních budov, Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky a Ústav technické a experimentální fyziky). ČVUT vychovává odborníky v oblasti techniky, vědce a manažery se znalostí cizích jazyků, kteří jsou dynamičtí, flexibilní a dokáží se rychle přizpůsobovat požadavkům trhu. Podle výsledků Metodiky 2017+ bylo ČVUT hodnoceno ve skupině pěti technických vysokých škol a obdrželo nejvyšší hodnocení stupněm A. V celosvětovém žebříčku QS World University Rankings je ČVUT na 420. místě a na 12. pozici v regionálním hodnocení „Emerging Europe and Central Asia“. V rámci hodnocení Subject Rankings 2024 pro „Architecture and Build Environments“ je ČVUT 151.–200., v „Engineering – Civil and Structural” je ČVUT mezi 201.–240. místem, v oblasti „Mechanical, Aeronautical & Manufacturing Engineering“ na 201.–250. místě, u „Electrical & Electronic Engineering“ na 201.–250. pozici. V oblasti „Physics and Astronomy“ na 201.–250. místě, „Natural Sciences“ jsou na 307. příčce. V oblasti „Computer Science and Information Systems” je na 201.–250. místě, v oblasti „Material Sciences“ na 251.–300. místě, v oblasti „Mathematics“ na 301.–350. místě a v oblasti „Engineering and Technology“ je ČVUT na 182. místě. Od roku 2020 je ČVUT členem aliance prestižních technických univerzit EuroTeQ. Ta představuje zajímavou a přínosnou příležitost pro studenty, vědecké pracovníky i zaměstnance zapojit se do projektu, který si klade za ambici posunout kvalitu vysokého školství na vyšší úroveň. Dalšími členy skupiny EuroTeQ jsou Technical University of Munich, Technical University of Denmark, Technical University of Eindhoven, École Polytechnique – L´X, Tallinn University of Technology, École polytechnique fédérale de Lausanne a Technion Israel Institute of Technology. Roku 2023 byla aliance rozšířena o HEC Paris a IESE Business School (University of Navarra). Více na www.cvut.cz.