Jakub Mareček působí od roku 2020 na Českém vysokém učení technickém v Praze. V rámci Fakulty elektrotechnické je spojen s Centrem umělé inteligence, kde vede výzkumnou skupinu zaměřenou na matematickou optimalizaci. Je koordinátorem evropského projektu „Human-Compatible Artificial Intelligence with Guarantees“ a hlavním řešitelem několika dalších grantů Evropské komise i Grantové agentury České republiky.

Jeho profesní cesta je bohatá na zkušenosti z průmyslu a akademického výzkumu po celém světě, včetně například IBM Research, ARM Ltd., University of Edinburgh, University of California, University of Toronto, The University of Nottingham. Je autorem mnoha inovativních metod a řešení v oblastech optimalizace energetických systémů, rozvrhování, kvantového počítání a dalších technologií, což potvrzují jeho četné publikace a prezentace na mezinárodních konferencích.

Jakuba Marečka, jednoho z hlavních přednášejících konference HPCSE 2024, pořádané národním superpočítačovým centrem IT4Innovations, jsme měli příležitost vyzpovídat.


Váš studijní i pracovní život provází informatika. Vzpomenete si, čím Vás informatika zaujala natolik, že jste se pro ni rozhodl pro své studium a kariéru? 

Mareček: Jako řada vrstevníků jsem začínal s kódem jednoduchých her v Quick Basicu, inspirovaných „Ábíčkem“. Pak jsme objevili možnost využívat kód v asembleru z Quick Basicu, a následně Pascal a C. Pascal a C mne ale moc neoslovily, dokud jsem se nenaučil šablonovou knihovnu C++. Pak jsem se okolo roku 2000 věnoval „evangelizační činnosti“ okolo šíření jazyka Python v ČR.
 

Využíváte ke své práci superpočítače a kvantové počítače? 

Mareček: Využiváme malý cluster na ČVUT (RCI Cluster) a kvantové počítače IBM. Pro IBM jsem přispíval k open-source balíku Qiskit, který také obsahuje řadu simulátorů.
 

Máte bohaté zahraniční zkušenosti. Čeho si nejvíce na těchto zahraničních zkušenostech vážíte?

Mareček: Velmi rád vzpomínám na působení v oddělení výzkumu IBM. Zpětně vnímám jako pozitivní

  • neexistenci “oborů”: nebylo potřeba rozlišovat, zda je něco teoretickou informatikou, aplikovanou matematikou, matematickou fyzikou nebo aplikovanou fyzikou;  
  • důraz na mentální hygienu ve smyslu důrazu na jeden nebo dva směry výzkumu, místo “rozpliznutí” do mnoha směrů, které často hrozí v akademické sféře.
     

Na konferenci HPCSE 2024 jste prezentoval na téma 'Quantum Optimization: Potential, Challenges, and the Path Forward'. Můžete přiblížit těm, kteří se konference nemohli zúčastnit, čím se v této oblasti zabýváte?

Mareček: Kvantové počítání je zatím poměrně spekulativní obor. Z jedné strany je to obor, kde nedokážeme zatím vyloučit exponenciální zrychlení oproti klasickým počítačům. Z druhé strany je to obor, jehož praktické uplatnění předpokládá dostupnost hardware, který zatím nemáme. Obecně se tedy snažíme hledat aplikace, kde bychom možné výhody kvantového počítání mohli demonstrovat jako první, nebo naopak teoretické výsledky, které by možnost exponenciálního zrychlení vyloučily. 

Optimalizace na kvantovém počítači je již nyní předmětem mnoha stovek akademických prací, které shrnujeme v přehledovém článku pro Nature Reviews Physics. Zároveň jsme prezentovali zatím nejlepší numerické výsledky (článek v Quantum) a nejlepší teoretické záruky na iterační složitost (další článek v Quantum).   
 

Zaujal Vás nějaký konkrétní výzkum prezentovaný ostatními řečníky na konferenci HPCSE?

Mareček: Mám slabost pro moderní C++ a příjemně mne překvapilo, kolik z prezentovaných toolkitů moderní C++ používá. Někdy si člověk v souvislosti s numerickou matematikou stále vybaví spíše Fortran. Pokud v C++26 přijde numerická lineární algebra, tak se nejspíše ještě toolkity budou muset proměnit.
 

Vaše dojmy z konference HPCSE 2024?

Mareček: Ač jsem v první otázce mluvil o informatice, všechny moje závěrečné práce jsou z nekonvexní optimalizace. Nekonvexní optimalizaci není možné studovat. 

Občas o optimalizaci uvažuji jako o “service statistics”, vědě ve službách jiných věd. Je pěkné vidět, že superpočítání je na tom podobně.