Letos v srpnu absolvovala Ema Žánová (5.C) dvoutýdenní stáž ve výzkumném centru NTC (výzkumný ústav nových technologií při ZČU). Stala se součástí tzv. Kvantové pětky, jejímž úkolem bylo vytvořit několik ukázkových programů, na nichž by se daly vysvětlovat principy kvantového programování.
Takto svou zkušenost vidí Ema: „Kvantové programování je zajímavé tím, že dokáže řešit úlohy, na které jsou klasické počítače příliš pomalé nebo složité. Díky principům kvantové mechaniky, jako je superpozice a provázání, nabízí v některých případech obrovské zrychlení výpočtů.
V prvních dnech jsme absolvovali spoustu přednášek, abychom získali potřebný teoretický základ. Dále jsme si každý vybral úlohu, kterou bychom chtěli zpracovat.
Výstupem mojí práce byly dva programy. Prvním z nich byla kvantová Fourierova transformace. V praxi slouží hlavně jako součást složitějších kvantových algoritmů, například faktorizačního Shorova algoritmu. Pro názornost jsem ji ale ukázala na příkladu rozkladu složeného vlnového signálu na jeho sinové a kosinové složky. Tento pohled je srozumitelnější a zároveň umožňuje pochopit, proč kvantová verze dokáže nabídnout exponenciální zrychlení oproti klasické.
Druhým bylo kvantové Monte Carlo. Monte Carlo je algoritmus s téměř univerzálním užitím. Má uplatnění ve finančním sektoru, chemii a v mnoha dalších oblastech. Ve výukovém materiálu jsem nejprve ukázala, jak se pomocí něj dá vypočítat číslo pí. Dále jsem počítala základní energetický (tedy nejnižší) stav atomu vodíku. Výpočet jsem provedla kvantově (pomocí Variational Quantum Eigensolver (VQE)) i klasicky. Výsledky jsem porovnávala. Krom zrychlení nabízela kvantová verze i menší statistickou chybu.“
Letní program Léto s vědou na NTC byl zakončen společnou prezentací výledků všech celkem dvanácti talentovaných středoškoláků. Ti na GoHigher Café představili, co během stáží dokázali – od kvantových výpočtů, na nichž pracovala Ema, přes termokamery a biomechaniku až po elektrochemické procesy.
Emě patří velký obdiv a poděkování za její práci.
