Kvantové počítače v posledních letech výrazně vzrostly na popularitě, zejména díky své schopnosti řešit problémy, které jsou pro klasické počítače prakticky neřešitelné. Zatímco se běžně zmiňují v souvislosti s kryptografií nebo zabezpečenou komunikací, tato práce se zaměřuje na jinou, neméně důležitou oblast — fyzikální simulace.

S fyzikálními simulacemi se setkáváme dennodenně — stojí například za předpověďmi počasí nebo návrhem statiky budov. Jejich rozsah a přesnost jsou však často omezeny výpočetním výkonem klasických počítačů. Kvantové počítače by mohly tento proces významně urychlit a umožnit simulace s přesností, která je dnes obtížně dosažitelná. Základem výpočetní síly kvantových počítačů jsou principy kvantové fyziky, jako je superpozice, což například připomíná Schrödingerovu kočku, kde objekt může existovat ve více stavech současně. V praxi to znamená, že kvantový algoritmus dokáže paralelně zpracovávat více stavů a efektivněji identifikovat ten nejpravděpodobnější výsledek, což vede k rychlejšímu řešení specifických úloh.

Tato práce se konkrétně věnovala simulacím proudění kapalin a vedení tepla — oblastem, které se uplatňují například v meteorologii nebo energetice. Využity byly dva kvantové algoritmy: hybridní VQLS a čistě kvantový HHL. Oba byly implementovány v prostředí Qiskit na simulátoru kvantového počítače a testovány na modelu proudění kapalin v ohřívaném kanále. Výsledky ukázaly, že oba algoritmy poskytují dostatečně přesné výstupy. Algoritmus HHL navíc vykazoval výrazně příznivější škálování výpočetního času. Zatímco klasické metody rostou kubicky s velikostí problému, HHL dosahoval kvadratického škálování, což představuje lineární zrychlení v porovnání s klasickým přístupem.

Ačkoliv kvantové algoritmy ukazují slibný potenciál, jejich praktické nasazení zatím naráží na technická omezení. Dostatečně velké a přesné kvantové počítače, které by umožnily spuštění rozsáhlých kvantových algoritmů, jako je HHL, zatím nejsou dostupné. Naopak hybridní algoritmy, jako VQLS, které kombinují kvantové výpočty s klasickým zpracováním, jsou díky své nižší náročnosti reálně implementovatelné v dohledné době.

Práce tak ukazuje, že kvantové simulace mají budoucnost, ale jejich plné využití bude záviset na dalším vývoji kvantového hardwaru.