Qubity: Velkovýroba kvantových počítačů, teleportace logických qubitů, katalog kvantových algoritmů

22. 9. 2024
Doba čtení: 4 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.

Kvantovky v Česku

Již několik lidí se mě zeptalo, jestli náhodou nevím, jak je to s tou českou národní kvantovou strategií. Nevím. Dle vyjádření národního zmocněnce bylo cílem poskytnout strategii odborné veřejnosti na konci srpna. K tomu nejspíše nedošlo, neb vícero lidí, kteří jsou odborníci v oboru a s nimiž jsem mluvil, strategii nevidělo. Skoro si říkám, jací odborníci na tom pracují… Holt asi potřebují více času napsat pěknou a kvalitní strategii. Snad to bude stát za to a nebude to žádná šuplíková záležitost jako mnoho jiných strategii v ČR. Aneb aby se nenaplnily moje obavy z minulého roku, jen s oficiálním razítkem.

Národní úřad pro kybernetickou a informační bezpečnost (NÚKIB) vyjádřil podporu dokumentu „Position paper on Quantum Key Distribution“. NÚKIB se ztotožňuje s tím, že z dlouhodobého hlediska je žádoucí pokračovat ve výzkumu kvantové distribuce klíčů (QKD), zároveň ale Úřad podporuje hlavní myšlenku autorů, a sice že není možné se spoléhat na kvantově zranitelnou kryptografii s veřejným klíčem a že prioritou by měl být přechod k postkvantové kryptografii (PQC) nebo symetrickému šifrování. Pro experta v oblasti kvantových komunikací je to trochu smutné, ale z druhé strany tomu rozumím a je to rozumné. Zatím.

Kvantové počítače

Finskou firmu IQM lze opravdu označit za výrobce kvantových počítačů. V jejích továrnách již vyrobili 30 kvantových strojů s kapacitou výroby 20 kvantových počítačů za rok. A celkově šest jich už dodali zákazníkům z celého světa.

Rakouské AQT dodalo do německého Quantum Integration Centre v LRZ 20qubitový kvantový počítač na bázi uvězněných iontů. Cena je 9,8 milionu eur. Sloužit bude výzkumníkům z LRZ a dalším partnerům z oblasti Mnichovského kvantového údolí (Munich Quantum Valley).

Nová architektura supravodivých qubitů, kterou představili vědci z Brookhaven National Laboratory, přináší zásadní vylepšení v konstrukci kvantových čipů. A to díky lepší manipulaci s qubity a jejich stabilitě. Zlepšená koherence umožňuje qubitům déle udržovat svůj kvantový stav, což snižuje chyby a zvyšuje výkon kvantových operací.

Nizozemský výrobce fotonických kvantových počítačů QuiX Quantum spouští Bia Quantum Cloud Computing Service, což je jejich kvantový cloud. Bia je fotonický kvantový procesor s 12 až 20 kanály a je vhodný na aplikace, jako je boson sampling nebo kvantové Monte Carlo. Ale lze ho použít i pro variační VQE algoritmy.

Německá kyberagentura si objednala tři kvantové počítače za celkem 35 milionů eur. Podmínkou je, že musí být mobilní. Zakázku nakonec dostaly firmy neQxt s kvantovým počítačem na bázi uvězněných iontů, Oxford Ionics s Infineonem (rovněž na bázi uvězněných iontů) a Quantum Brilliance a ParityQC s čipem na bázi NV center. Velice zajímavá kombinace.

Kvantové algoritmy a software

IBM spustilo Qiskit Functions Catalog. Qiskit Functions jsou novým nástrojem v rámci kvantové platformy Qiskit, který usnadňuje tvorbu a správu kvantových obvodů pomocí znovupoužitelných funkcí. To umožňuje vývojářům lépe optimalizovat kvantové algoritmy a vytvářet efektivnější hybridní kvantově-klasické workflow. A své funkce do katalogu již přidávají externí vývojáři, například optimalizační systém od Q-CTLkorekce a mitigace kvantových chyb od Qedma nebo Algorithmiq, a třeba chemické simulace od QunaSys. Předpokládám že v budoucnu se to přemění na „obchod“ s kvantovými algoritmy a aplikacemi pro kvantové vývojáře.

Výzkumníci z Číny dosáhli významného pokroku v kvantovém strojovém učení, kdy pomocí supravodivého kvantového procesoru dosáhli 95,8procentní přesnosti při „continual learning“ (nepřetržitém učení). Tento výsledek byl umožněn díky využití kvantových algoritmů, které zlepšují schopnost systému učit se nové úlohy bez ztráty dřívějších znalostí, což je velká výzva v klasickém strojovém učení.

Výzkumníkům z Quantinuum se povedla první teleportace logických qubitů. Kvantová teleportace je jedna ze základních technik. V případě fyzických qubitů potřebujete tři qubity. No jo, ale pokud máme logické qubity skládající se z několika fyzických, pak taková operace teleportace na nejnižší úrovni je docela komplikovaná. Na procesoru H2 se podařilo realizovat teleportace s fidelitou 97,5 procent, což je hodně slušné.

Kvantová bezpečnost

Google implementoval standardizovanou verzi Kyber známou jako ML-KEM do své knihovny BoringSSL. Tato změna by se měla rovněž brzo projevit v Chromu, kde dojde k nahrazení starší Kyber.

Banka HSBC otestovala technologii na prodej a nákup tokenizovaného reálného zlata zabezpečeného pomocí post-kvantového šifrování a kvantového generátoru náhodných čísel. Myšlenka je, že vaše frakce (token) reálného zlata je uložen v blockchainové technologii. V takovém případě je žádoucí, aby tato blockchainová technologie byla řádně zabezpečena.

Kvantový byznys, investice a politika

The Quantum Insider na základě své poměrně obsáhlé databáze spočítal projekci, že kvantové počítání by mělo mít impakt kolem jednoho bilionu dolarů do roku 2035, samotné kvantové počítače budou generovat 50 miliard dolarů, práci v oboru by mělo najít 250 tisíc lidí do roku 2030 a 840 tisíc do 2035. Uvidíme, já si myslím, že dokud nebudeme lépe vědět, kdy tu budeme mít ekonomicky opravdu relevantní kvantové počítače, tak je to trochu věštění z křišťálové koule.

Finský startup QMill vyšel z režimu stealth s oznámením seed investice za 4,5 milionu dolarů. QMill pracuje na kvantových algoritmech a softwaru.

Výzkumné centrum EU JRC vydalo docela zajímavý report: (Dis)Entangling the Future – Horizon scanning for emerging technologies and breakthrough innovations in the field of quantum technologies

Britský startup Aquark Technologies získal seed investici za pět milionů eur, peníze jdou i z NATO Innovation Fund. Za mě je to jeden z nejzajímavějších startupů v oblasti kvantových senzorů.

  • 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

Seriál: Qubity
ikonka

Zajímá vás toto téma? Chcete se o něm dozvědět víc?

Objednejte si upozornění na nově vydané články do vašeho mailu. Žádný článek vám tak neuteče.

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).