Kvantové počítače
Jednou z mezinárodních organizací aktivních kolem kvantových počítačů je Světové obchodní fórum. To nyní spustilo vlastní hub kvantových aplikací, kde vyzývá všechny kvantové hráče, aby tam zadali své kvantové aplikace. Cílem je, aby se ti, co o věcech rozhodují na nejvyšších úrovních, mohli inspirovat a pochopili, co už je v kvantové oblasti možné. V době, kdy píšu tento příspěvek, je tam sedm příkladů od pěti firem. Například: CardiAQ – Magnetocardiography using Quantum Sensors od SanboxAQ, Quantum-inspired High-Frequency Trading system od Toshiba, Real World Cryptographic Agility od QuSecure nebo Remediation of PFAS chemicals using quantum computing od Accenture. Tohle můžete považovat za zdroj poměrně reálných use cases.
IBM v německém Ehningenu otevřela své první evropské kvantové výpočetní centrum (datové centrum). Pro začátek zde jsou instalovány dva kvantové procesory Eagle se 127 qubity a později by měl přibýt Heron se 156 qubity. Toto je vhodný krok pro IBM, neboť i když jsou kvantové výpočty stále spíše na začátku, často už jsou citlivé, takže je nežádoucí, aby data opustila Evropskou unii.
IonQ, které dělá na kvantových počítačích z uvězněných iontů, úspěšně demonstrovalo kvantové provázání dvou iontů ze dvou různých systémů dislokovaných od sebe. Toho se povedlo dosáhnout pomocí provázaných fotonů. Každý z uvězněných iontů vyzářil jeden foton, se nimž byl provázaný. Takže máme dvakrát provázané systémy foton-iont. Následně tyto fotony byly posbírány a dopraveny skrze kvantovou síť k detektoru, kde došlo k interferenci a měření, které následně provázalo fotony a následně ionty – v tomto bodu se jedná o klasickou metodu v oblasti distribuce kvantového provázání skrze kvantové sítě. A protože fotony byly měřením zničeny, zbyly nám jen provázané ionty. Velice pěkná ukázka, jak budou komunikovat kvantové procesory skrze kvantové sítě.
Kvantové algoritmy a software
SandboxAQ a EY daly dohromady poměrně zajímavý whitepaper na téma kombinace klasického AI a kvantově-inspirovaných technologií v oblasti výzkumu materiálů. Simulace řízené umělou inteligencí v kombinaci s kvantovou mechanikou umožňují rychlejší a přesnější předpovědi chování materiálů a snižují potřebu nákladných laboratorních experimentů. Kvantově inspirované nástroje demokratizují materiálový výzkum a umožňují menším společnostem konkurovat v inovacích a řešit výzvy, jako jsou degradace baterií, skladování energie a udržitelný rozvoj.
A je to tady. Každé i sebemenší výpočetní zařízení dle teorie musí být schopné spustit hru Doom. Nyní to platí i pro kvantové počítače. Jeden doktorand po roce práce na GitHubu zveřejnil kvantový kód, který tuto legendární hru rozchodí. Hra vyžaduje 70 tisíc qubitů a 80 milionů bran. Na to kvantový počítač ještě nemáme. Avšak v tomto případě, i když jde o výpočet používající kvantový jazyk a v principu kvantové počítače, je přístup klasický (a vysoce neefektivní, zdrojový kód má téměř pět GB, a to se bavíme jen o rozlišení 320 × 200 pixelů a jednom levelu s velkými omezeními). Z tohoto důvodu lze efektivně simulovat i těch 70 tisíc qubitů na vašem počítači (s 21 FPS v případě autora).
Kvantové technologie
Vědci z University of Michigan přišli s novým konceptem pro atomovou interferometrii, který by nás mohl přinést na velikosti v řádu mikronů. To je obrovský skok, neboť atomová interferometrie je poměrně velká, typicky zabere celý optický stůl s tím, že jsou již dnes menší verze řekněme na úrovni decimetrů, ale ne mikronů. Jejich design je univerzální, ale obzvlášť vhodný pro gyroskop. Nyní pracují na prvním prototypu. Pokud se toto povede, je to obrovský skok v miniaturizaci například kvantových inerciálních navigací.
Kvantový byznys, investice a granty
Americký výrobce kvantových počítačů z uvězněných iontů IonQ podepsal rekordní spolupráci s americkým letectvem za 54,5 milionu dolarů. Jedná se o čtyřletý projekt, který se zaměří na výzkum v oblasti vytváření hardwaru. Dokáže škálovat, propojovat a nasazovat více kvantových systémů. Pod tím si lze například představit optické konvektory mezi vlnovými délkami fotonů, které se používají u uvězněných iontů, a těmi, které pak jsou vhodné pro přenos skrze optická vlákna, rychlé optické switche a routery a podobně.
Indie v rámci své kvantové strategie spouští tematické huby (kvantové počítače, kvantová komunikace, kvantové senzory a kvantové materiály). Každý z těchto T-hubů povede jedna instituce, nicméně bude se jednat hlavně o kolaborační platformu, a to i směrem do průmyslu.
Už i Ukrajina, která je ve válce, spouští vlastní národní kvantovou iniciativu. V zemi mají kvantové startupy, ale i jejich akademická sféra je v oblasti kvantové informatiky velmi silná. Za poslední rok jsem se ukrajinskými vědci z oblasti kvantových počítačů, kteří stále působí na Ukrajině, potkal a klobouk dolů. Troufnu si říci, že v mnoha směrech jsou lepší než akademická sféra tady v Česku. Dokonce pracují i na vlastním kvantovém počítači.
Už i Norská vláda se rozhoupala v oblasti kvantových technologií. Za prvé, vláda dá každý rok zhruba 6,6 milionu dolarů na kvantový výzkum. Dále vnikl výzkumný hub OsloMet, který se zaměří na kvantové počítače.