Kvantové počítače
„D-Wave vrací úder“, tak by se dalo nazvat několik novinek z dílny D-Wave. První je, že představili nový hybridní řešič, který exceluje u optimalizačních problémů, kde jsou nelineární vztahy mezi prvky. To zahrnuje optimalizace v plánování či logistice. Samotný řešič pracuje s až dvěma miliony proměnných a za rok se jeho výkon zvětšil takřka dvojnásobně. D-Wave také zdůrazňuje, že tyto optimalizace nejsou jen o výběru vhodného algoritmu, ale i o frontendu, tedy prostředí, kde i uživatel bez hlubších optimalizačních znalostí dokáže jednoduše a optimálně zadat svou úlohu a optimálně ji vyřešit bez vlastního kvantového programování. Na druhou stranu, kdybych si chtěl rýpnout, tak bych řekl, že chci vidět benchmark jejich hybridního řešiče se zapnutým a vypnutým zapojením kvantového annealeru (pokud je to možné), aby bylo vidět, jaký je tam opravdový kvantový přínos.
Druhá novinka od D-Wave je oznámení, že D-Wave dodalo v USA již druhý svůj kvantový annealer takzvaně on-premise, tedy k zákazníkovi domů. Tím zákazníkem je Davidson Technologies, což je americká inženýrská a technologická společnost zaměřená na poskytování sofistikovaných řešení a služeb v oblastech, jako jsou raketová technika, kybernetická bezpečnost, systémy řízení letů a další sektory obranného průmyslu. Zajímavé je, že Davidson pracuje na bezpečnostních aspektech integrace annealeru ve smyslu, že to bude první kvantový výpočetní systém určený pro citlivé výpočty pod nějakým stupněm utajení.
D-Wave také tento týden pořádalo svoji každoroční akci Qubits 2024. A co nového uvedli? Práce na annealeru Advantage2 se sedmi tisíci qubity zdárně pokračuje. V peer-review procesu má D-Wave vědecký článek, který tvrdí kvantovou nadvládu. Stále pokračují práce na univerzálním kvantovém počítači, ale to je stále daleko. D-Wave má celkem 128 zákazníků. A mnohem více najdete zde.
Dell Technologies oznámila své pokroky v oblasti kvantových výpočtů prostřednictvím iniciativ, jako je spolupráce se společností Aramco na výzkumu v energetickém sektoru, včetně kvantových a AI technologií. V rámci této spolupráce se zaměřují na energetickou optimalizaci, prediktivní údržbu a modelování počasí. Dell také představil hybridní kvantově-klasickou platformu ve spolupráci s IonQ, která kombinuje servery Dell PowerEdge s Nvidia GPU a kvantovými jednotkami IonQ Aria umožňující provádění kvantových simulací.
V Izraeli na Tel Aviv University spustili Israeli Quantum Computing Center (IQCC), a to pod vedením Quantum Machines. Centrum integruje několik různých kvantových počítačů s klasickým superpočítačem postaveným na Nvidia DGX Quantum. Z pohledu kvantových počítačů je integrován kvantový procesor s 25 supravodivými qubity od QuantWare a fotonický kvantový počítač s osmi qumody od ORCA. Quantum Machine tam pak dodává svůj řídicí systém pro kvantové počítače a rovněž je tam i testovací kryogenická jednotka pro rychlé prototypování a testování. Centrum je součástí národní iniciativy Israel National Quantum Initiative.
Kreslená vizualizace Israeli Quantum Computing Center
To, co vidíme v Číně u klasických čipů, tedy že pod vlivem sankcí se tato země stává více a více nezávislou s vlastními zdroji, v podstatě to stejné vidíme i u kvantových počítačů. Jedním z důležitých milníků je, že Anhui Quantum Computing Engineering Research Center vyvinulo kompletní vlastní kryogenický systém Origin SL1000 pro kvantové počítače. Ten by měl zvládnout uchladit a řídit supravodivý kvantový procesor se sto a více qubity. Samotné kvantové procesory Čína zvládá sama vyrobit již nějaký čas.
Nový čínský vlastní kryogenický systém
Quantinuum vyvinulo novou techniku pro korekci kvantových chyb, respektive jeho odolnost nazvanou „genon braiding“. Tato metoda zahrnuje algoritmické manipulace s genony, což jsou matematické konstrukty – algoritmy umožňující provádění kvantových operací. Tyto operace jsou v topologickém kontextu odolné vůči chybám, což vede ke zvýšení spolehlivosti kvantových počítačů. Tento postup je klíčový pro vývoj kvantových systémů, které mohou efektivněji manipulovat s informacemi s nižším rizikem chyb.
V německém Leibniz Supercomputing Centre (LRZ) spustili první hybridní kvantový počítač. Kvantová část se skládá z dvacetiqubitového supravodivého procesoru od finského IQM a klasickou část představuje superpočítač SuperMUC-NG. Celý projekt Q-Exa stál něco málo přes 40 milionů eur a zaplacen byl německým ministerstvem školství.
Kvantové sítě a bezpečnost
V rámci projektu ParisRegionQCI byla demonstrována hybridní kombinace kvantové distribuce klíče a postkvantového šifrování, tedy QKD a PQC. Jak si takovou hybridní kombinaci představit? Cílem je přenést velmi bezpečně klíč z bodu A do bodu B, tedy chceme použít QKD. Avšak body A a B jsou od sebe velmi vzdálené, takže musíme použít opakovače. Dokud však nemáme funkční kvantovou paměť, takový opakovač vlastně funguje jako přijímač a vysílač jenom s tím, že uvnitř mezi přijímačem a vysílačem je klíč k dispozici. Proto takové opakovače nazýváme „důvěryhodné“ (anglicky trusted), tedy že jim věříme, že uvnitř mezi přijímačem a vysílačem není žádný útočník a klíč je v bezpečí. Takže s dvěma opakovači se pomocí QKD provedou tři „hopy“ z A do B, jak je na obrázku níže. Hybridní přístup zde znamená, že daný klíč posílaný mezi A a B skrze dva opakovače není přímo vlastní klíč, ale je již zašifrovaný pomocí PQC. Díky tomu je pak takový klíč méně zranitelný uvnitř věrohodných opakovačů, na které pak můžeme vznést menší nároky.
Hybridní kombinace kvantové distribuce klíče a postkvantového šifrování, tedy QKD a PQC
Kvantové technologie
Vědci z amerického Joint Quantum Institute vyvinuli nový fotonický čip, který generuje takzvaný „nested topological frequency comb“ (vnější topologický frekvenční hřeben) za použití mikroskopických rezonančních kroužků na čipu z křemíkového nitridu. Tato technologie umožňuje světlu cirkulovat po obvodu čipu a rozdělit se do mnoha frekvencí, což vede k vytvoření dvou frekvenčních hřebenů: jeden s širšími zuby a druhý, jemnější, skrytý v každém zubu prvního hřebenu. Toto považuji za velký pokrok. Frekvenční hřeben je velmi užitečný nástroj, ale dosud šlo i o velké a komplexní zařízení, na které byste potřebovali poloviční ISO kontejner. Tohle může hodně pomoci vytvořit menší kvantové technologie s více schopnostmi.
Schéma experimentu pro vnější topologický frekvenční hřeben
Kvantový byznys, investice a politika
Unitary Fund oslavuje milník, kdy poskytl přes sto mikrograntů. Unitary Funds poskytuje mikrogranty v hodnotě pěti tisíc dolarů v podstatě komukoliv se zajímavým, ideálně open source projektem. A má pěkná čísla: na základě těchto grantů vzniklo přes 420 vědeckých článků, přes čtyřicet nových open source knihoven, tři nové startupy a jedna nezisková organizace. Z mikrograntů vznikly i poměrně velké open source projekty, jako jsou Mitiq či Metriq.
A také tento týden se oznámilo docela dost investic. Asi všichni chtějí mít klid na prázdniny.
Francouzský startup C12 získal investice osmnáct milionů eur na vývoj vlastního kvantového počítače na bázi spinových qubitů, které jsou vyrobené z uhlíkových nanotrubiček. Ty již umí integrovat na čip. Dalším milníkem je demonstrace kvantového provázání mezi dvěma qubity.
Britský Wave Photonics získal 5,8 milionu dolarů na vývoj fotonických integrovaných čipů.
Nakonec nizozemský Qblox v sérii A získal pěkných 26 milionů dolarů. Qblox pracuje na řídicích systémech pro kvantové procesory.
Chci odebírat newsletter
