Umělá inteligence byla desítky let tématem, které se nebralo příliš vážně. Dvakrát prošla obdobím nazývaným zima umělé inteligence: v polovině sedmdesátých let a znovu na přelomu osmdesátých a devadesátých let vyschlo financování poté, co obor nesplnil, co veřejně sliboval. Absolutní zlom pak nastal v roce 2022 spuštěním ChatGPT. Analogie s kvantovými počítači má reálný základ: algoritmus, jímž by kvantový počítač prolomil dnešní šifrování, publikoval americký matematik Peter Shor už v roce 1994. Jsme tedy dvaatřicet let na cestě ke stroji, který by to měl dokázat.
Podobnost ale končí právě u historie. Umělá inteligence se svezla na hardwaru, který už existoval. Konkrétně na herních grafických kartách. Byla univerzální, takže jeden model obsloužil tisíce různých úloh. A šířila se zdola, protože si ji každý mohl vyzkoušet zdarma. Kvantový počítač nemá ani jednu z těchto vlastností. Je to účelové zařízení bez druhotného trhu, zvládá relativně úzký okruh úloh a spotřebitelské aplikace neexistují. Odpovídají tomu i čísla: porovnáme‑li údaje Stanfordovy univerzity o investicích do umělé inteligence s daty poradenské společnosti McKinsey, přiteklo loni do kvantových firem zhruba třicetkrát méně soukromého kapitálu než do AI.
Podstatnější je ovšem odlišnost v samotném zadání. U umělé inteligence technologie fungovala a hledalo se, k čemu ji použít. U kvantových počítačů je to obráceně: víme přesně, k čemu se hodí, ale chybí stroj. Tím se vysvětluje i zdánlivý paradox celého tématu, totiž že jedno konkrétní kvantové riziko má pevné termíny, zatímco obchodní příležitost zatím nikoli.
Kvanta bez fyziky
Kvantový počítač není rychlejší počítač. Ostatně v naprosté většině firemních výpočtů je beznadějně horší než běžný server. Jde o specializované zařízení, které doplňuje servery či superpočítače. Zatímco klasický systém odvede drtivou většinu práce, kvantovému procesoru předá jen malý, přesně specifikovaný podproblém se zvláštní matematickou strukturou.
Údaj, kterým se v prezentacích mává nejčastěji, tedy počet qubitů, sám o sobě nevypovídá téměř o ničem. Qubit je základní jednotka takového stroje, obdoba bitu v běžném počítači, jen s výrazně vyššími nároky na prostředí a s podstatně vyšší chybovostí. A právě chybovost je, spolu s rozdílem mezi qubitem fyzickým a logickým, rozhodující. Aby stroj zvládl delší výpočet bez ztráty výsledku v šumu, spojují se dnes desítky až stovky fyzických qubitů do jednoho spolehlivého logického. Mezi strojem se stovkou fyzických a strojem se stovkou logických qubitů proto leží několik řádů investic a několik let vývoje. Srovnávat kvantové počítače podle počtu qubitů tedy nedává smysl.
Nekupuje se stroj, ale jeho čas
Kvantové počítače se do firemních datových center nepořizují a v dohledné době ani pořizovat nebudou. Nároky na chlazení a údržbu z nich dělají zařízení bližší urychlovači částic než serveru a provozovat je umí několik desítek pracovišť na světě, která poskytují jejich strojový čas prostřednictvím cloudu. Od letošního července je k dispozici i první takový stroj v Česku. Tento kvantový počítač provozuje národní superpočítačové centrum IT4Innovations v Ostravě. Vznikl v rámci EuroHPC, společného programu Evropské unie a členských států pro budování superpočítačové infrastruktury, otevřené i podnikům.
Zatímco strojový čas kvantových počítačů je relativně dostupný a jedná se o provozní náklad, problém je se specialisty, kteří dokážou obchodní úlohu přeložit do podoby srozumitelné kvantovému procesoru. A nákladná je také příprava vstupních dat.
Co vlastně umí a co ne?
Doménou kvantových počítačů jsou specifické úlohy, jako například simulace molekul a materiálů. Chování elektronů je kvantový jev a klasické výpočty na některé třídy sloučenin nestačí. Proto je kvantové počítání vhodné pro obory jako chemie, farmacie nebo výzkum materiálů. Cílem ovšem není získat konkrétní výsledek, ale zúžit počet kandidátů pro další laboratorní výzkum a testy, tedy zkrátit nejdražší fázi vývoje.
Marketingově oblíbenou oblastí je například optimalizace plánování tras nebo rozvrhování výroby. Poptávka je tu největší, protože takové úlohy řeší mnoho podniků, ale prokazatelné výsledky a praktické přínosy zatím chybí.
Nůžky mezi klasickými a kvantovými výpočty se ale příliš rychle nerozevírají. Při srovnávání výkonu hovoříme o takzvané kvantové výhodě, tedy o stavu, kdy kvantový stroj vyřeší konkrétní úlohu prokazatelně lépe než nejlepší známý klasický postup. Navíc nejde o stav, kterého bude dosaženo jednou provždy. Neustále se totiž zlepšují i klasické algoritmy a řadu efektních demonstrací minulých let posléze dostihly chytřejší postupy na běžném hardwaru. Je proto důležité se ptát, s jakou klasickou metodou byl výsledek porovnán, kdo ji naprogramoval a zda šlo o skutečná provozní data, nebo o testovací sadu.
Trh s kvantovými počítači ale bezpochyby existuje. Podle dubnové studie Quantum Technology Monitor 2026 poradenské společnosti McKinsey spolupracuje s dodavateli kvantových technologií přes tři sta organizací a jejich tržby loni poprvé přesáhly miliardu dolarů, s výhledem na 4,4 miliardy v roce 2028. Jde ovšem o tržby dodavatelů, nikoli o úspory zákazníků. Podle McKinsey by mohly kvantové technologie do roku 2035 vytvořit hodnotu 1,3 až 2,7 bilionu dolarů. Jde ovšem o modelový výpočet přínosů napříč odvětvími, nikoli o prognózu.
Riziko s jasnými termíny
Už více než tři desítky let víme, jakou hrozbu představuje kvantový počítač pro dnešní metody šifrování. Ohrožena je asymetrická kryptografie, tedy šifrování, na kterém dnes stojí důvěryhodnost internetových spojení, elektronických podpisů i plateb. Útočníci přitom na kvantový počítač čekat nemusí: stačí, aby už dnes ukládali odposlechnutou komunikaci a dešifrovali ji až ve chvíli, kdy bude k dispozici dostatečně výkonný kvantový stroj.
Riziko označované jako „harvest now, decrypt later“ se proto týká všech informací, které musí zůstat důvěrné ještě v příštím desetiletí. Může jít o smlouvy, dokumentaci k know‑how, komunikaci a mnoho dalšího. Takzvaný Q‑Day, tedy hypotetický den, kdy bude spuštěn dostatečně silný kvantový počítač schopný prolomit asymetrické šifry jako RSA nebo ECC, by podle každoročního průzkumu Global Risk Institute mohl nastat už po roce 2030.
Řešení přitom už existuje. Americký institut pro standardy NIST, jehož normy fakticky přebírá celý trh, vydal už v srpnu 2024 první sadu postkvantových algoritmů, tedy šifer navržených tak, aby je kvantový počítač nedokázal prolomit. Otázkou tedy není, jakou technologii šifrování nasadit, ale jak dlouho potrvá výměna současných algoritmů.
Že jde o reálné riziko, potvrzuje i americký exekutivní příkaz z letošního června, který ukládá federálním úřadům převést nejcitlivější systémy na postkvantové šifrování do konce roku 2030 a digitální podpisy do konce roku 2031. Tyto požadavky mají přejít na dodavatele federální správy a jejich prostřednictvím i na celý dodavatelský řetězec, evropské firmy nevyjímaje.
Členské státy Evropské unie se navíc už loni shodly na společném postupu, podle kterého má být kritická infrastruktura převedena na postkvantové šifrování rovněž do konce roku 2030. Velcí provozovatelé internetové infrastruktury ani na regulaci nečekají: Google či společnost Cloudflare, přes kterou prochází podstatná část světového internetového provozu, oznámily dokončení vlastního přechodu do roku 2029.
Kde začít
Nejtěžší na výměně šifrování není nasazení nového algoritmu, ale zjištění, kde všude se ve firmě stávající metody šifrování používají. Kryptografie se do systémů integrovala nejméně tři desítky let, včetně knihoven zabudovaných v aplikacích od dnes už neexistujících dodavatelů nebo certifikátů v zařízeních, která už dávno nikdo neaktualizuje. Proto je nutné začít důkladnou inventurou.
Stáhněte si přílohu v PDF
V případě velkých organizací se pak přechod na kvantově odolné šifrování odhaduje na deset i více let. Už dnes je také nutné řešit způsob šifrování při pořizování strojů a zařízení s životností deset a více let, ať už jde o výrobní technologie, měřicí a zdravotnická zařízení nebo třeba platební terminály.
Vzhledem k dostupnosti prvních kvantových počítačů začíná být aktuální také otázka jejich využití v podnikové praxi. Rozhodující je, zda existuje konkrétní úloha, která vyžaduje kvantové výpočty, protože na ni tradiční stroje nestačí. Současně by ale měla být natolik důležitá, aby se využití kvantového počítače pozitivně promítlo do finančních výsledků. V každém případě se vyplatí obor kvantových výpočtů pečlivě sledovat.
V tomto ohledu je užitečná zkušenost s umělou inteligencí. Nejvíc totiž z jejího nástupu vytěžily firmy, které měly pořádek v datech, nikoli ty, které nejrychleji nakoupily modely. Ekvivalentem uklizených dat je u kvantových výpočtů přehled o vlastní kryptografii a schopnost vyměnit ji bez přepisování aplikací.
Článek byl publikován ve speciální příloze HN ICT revue.
Tento článek máteje zdarma. Když si předplatíte HN, budete moci číst všechny naše články nejen na vašem aktuálním připojení. Vaše předplatné brzy skončí. Předplaťte si HN a můžete i nadále číst všechny naše články.
- Veškerý obsah HN.cz
- Mobilní aplikace
- Bez reklam
- Odemykejte obsah pro přátele
- Články v audioverzi + playlist
- Možnost kdykoliv zrušit
