Qubity: Postkvantové šifrování v iMessage, tisíce qubitů z neutrálních atomů, logické qubity

25. 2. 2024
Doba čtení: 3 minuty

Sdílet

IQM Autor: IQM
IQM
Pravidelný přehled novinek z rozsáhlého a rozvíjejícího se oboru kvantových počítačů, který vydáváme ve spolupráci s blogem Qubits.cz.

Kvantová fyzika

Vědcům z IonQ, které pracuje hlavně na kvantových počítačích na bázi uvězněných iontů, se podařilo kvantově provázat jeho ionty s fotony. Ne, že by se to předtím nepovedlo, ale v tomto případě je IonQ první komerční subjekt. Aplikace je zřejmá – kvantové propojení kvantových procesorů. Právě propojení kvantových počítačů skrze kvantovou síť, tedy za pomocí fotonů, je cesta, jak dosáhnout největších kvantových výpočetních kapacit. Kvantové provázání vašich qubitů s fotony je jakousi vstupenkou do tohoto světa. Také se jedná o výsledek předešlé akvizice společnosti Entangled Networks.

Kvantové počítače

Ačkoliv píšu o nových objevech a pokrocích, a hlavně v původních článcích padají silnější slova, jak kvantové počítače budou super, tak reálně spíše pozoruji, že pomalu začíná jakési vystřízlivění. Tedy, nikdo neříká, že kvantové počítače tu nebudou, jen jejich význam v budoucnu může být dost přeceňovaný. Docela pěkný příspěvek na toto téma najdete tady: Jak kvantum ovlivní průměrného spotřebitele? Bude to méně zjevné a mnohem jemnější.

Logické qubity a korekce kvantových chyb jsou to, co nás následující roky bude zajímat nejvíce. Ačkoliv jsme za poslední rok viděli relativně úspěšné demonstrace logických qubitů, pořád je to velmi málo. Vytvoření logických qubitů z fyzických jen za pomoci korekčních algoritmů nestačí. Ty korekční algoritmy jsou jen přidané kvantové obvody, které ony samy přirozeně generují další chyby. Musíme tedy vylepšit i fyzické qubity na určitou úroveň. Moc pěkné shrnutí o tom, co jsou korekční mechanismy, kde jsme nyní a co lze očekávat, najdete zde.

Odhad užitečnosti logických qubitů

Odhad užitečnosti logických qubitů

Autor: QuantumComputingReport.com

Skupině německých vědců vedených startupem planqc se podařilo pracovat s polem 1200 uvězněných atomů více jak hodinu v kuse. Atomy jsou uvězněny v tzv. světelné mříži a manipuluje se s nimi pomocí optických pinzet. Hlavní novinkou v tomto experimentu bylo, že byli schopni použít atomy v mřížce z předchozího experimentu. Obvykle musíte nasázet jednotlivé atomy do mřížky pro každý experiment. Také se jim podařilo zrychlit umisťování atomů do mřížky na 130 atomů za 2,5 sekundy. S tímto přístupem by nemělo být problém dosáhnout hodnoty 10 tisíc uvězněných atomů v jedné mřížce.

A podobného úspěchu se podařilo dosáhnout další německé skupině, tentokrát na TU Darmstadt. Podařilo se umístit 1305 neutrálních atomů do mřížky, která měla tři tisíce míst. Ve výsledku se po korekcích dosáhlo systému, který měl 441 funkčních qubitů.

Finské IQM zveřejnilo výsledky testování (benchmarků) pro svůj 20qubitový stroj. Je to poprvé, co vidím, že nějaký výrobce pro svůj kvantový procesor zveřejnil výsledky hned několika různých typů benchmarků: Quantum Volume 32, CLOPS 2600, Q-Score 11 a 20qubitový GHz stav s fidelitou větší než 0,5 – to je hodně slušné. Navíc jednoqubitová fidelita byla 99,8 procenta a dvouqubitová 99,5 procenta. Takže zcela splňuje požadavky pro tendr na kvantový počítač do Ostravy. Jen tou topologií si nejsem jist. IQM také sdělilo, že interně již pracuje se 150qubitovým prototypem. Doufejme, že i další výrobci se budou inspirovat a zveřejňovat takto benchmarky svých procesorů.

20qubitový supravodivý kvantový počítač od IQM

20qubitový supravodivý kvantový počítač od IQM

Autor: IQM

Pro pravidelného čtenáře si nelze nevšimnout, že qubity na bázi neutrálních atomů jsou docela na koni a je o nich hodně slyšet, a to v tisících qubitech. Tady je pěkný článek, který toto vše shrnuje a porovnává tyto qubity s ostatními. Každý typ qubitů má své výhody a nevýhody. Avšak neutrální atomy trochu vyčnívají, protože mají kombinaci výhod – jednoduchá manipulace, dobrá škálovatelnost, dobrá implementace korekčních mechanizmů – které se jen tak pohromadě nevidí.

Kvantový software a algoritmy

Fujitsu se činí, firmě se podařilo zrychlit hybridní kvantově-klasické výpočty a dokonce až 200krát zrychlit simulace kvantových počítačů na simulátorech.

Kvantová bezpečnost

Apple oznámil zavádění post-kvantového šifrování do iMessage. To bude založeno na hybridním šifrování PQ3, které spojuje post-kvantovou šifru ML-KEM (Kyber) a eliptické křivky (ECC, současné šifrování).

Kvantový byznys, investice a politika

Jak sleduji globální kvantové aktivity, poslední dobou země, která má v oboru největší drajv, je Jižní Korea. Ta oznámila svůj záměr vytvořit národní cloud pro kvantové počítání, kde v druhé půlce tohoto roku připojí první 20qubitový kvantový počítač a pak chce pokračovat na 50 qubitů v roce 2026 – a to ne jejich nákupem, ale vlastním vývojem.

Americká společnost IonQ pracující na kvantových počítačích z uvězněných iontů právě otevřela dedikovanou továrnu. Cílem je zde ve větším měřítku vyrábět kvantové počítače, které se pak budou dodávat do datacenter zákazníků.

  • Chcete mít Lupu bez bannerů?
  • Chcete dostávat speciální týdenní newsletter o zákulisí českého internetu?
  • Chcete mít k dispozici strojové přepisy podcastů?
  • Chcete dostávat exkluzivní tištěný speciál Lupa 3.0?
  • Chcete získat slevu 1 000 Kč na jednu z našich konferencí?

Staňte se naším podporovatelem

Autor článku

Výzkumník v oblasti bezpečnostních aspektů kvantových technologií a teoretické jaderné fyziky na FJFI ČVUT a zakladatel společnosti Quantum Phi. Doktorát má z jaderné a částicové fyziky. Provozuje blog Qubits.cz a je poradcem fondu Tensor Ventures.

Upozorníme vás na články, které by vám neměly uniknout (maximálně 2x týdně).