Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.
Kvantové počítače
Startup Groove Quantum oznámil demonstraci 18qubitového spinového procesoru založeného na polovodičových qubitech v germanium spolu s financováním ve výši 16 milionů eur, přičemž hlavní technický důraz je na škálovatelnost přes standardní polovodičovou výrobu. Jejich architektura využívá spin qubity realizované v germaniových kvantových teček, které jsou kompatibilní s CMOS procesy, což umožňuje využít existující foundry infrastrukturu místo specializované výroby typické pro jiné přístupy. Qubity mají velikost v řádu stovek nanometrů, takže představují kompromis mezi kontrolovatelností a hustotou integrace, a čip je navržen jako opakovatelná „unit cell“ struktura, kterou lze skládat do větších systémů. Demonstrace 18 qubitů je v kontextu spinových qubitů relativně velký integrovaný systém a autoři ukazují roadmapu směrem k ~100 qubitům s důrazem na paralelní provoz a výrobní reprodukovatelnost. Financování má podpořit přechod k výrobě v klasických semiconductor foundries a další zvyšování počtu qubitů.
V článku IBM vystupuje Jay Gambetta (resp. vedení IBM Quantum) s poměrně konkrétním časovým odhadem, že první „real-world quantum advantage“ by se mohl objevit už kolem roku 2026, přičemž argumentace vychází z nedávných experimentů ve spolupráci s HSBC a dalšími partnery. Tyto experimenty využívají hybridní přístup, kde kvantový procesor generuje transformace dat (např. feature maps) a klasické algoritmy na nich dále provádějí optimalizaci nebo strojové učení, což je architektura přizpůsobená omezením dnešních NISQ zařízení. IBM tvrdí, že právě takové „quantum-centric workflows“ mohou vést k situaci, kdy kvantová část pipeline přinese měřitelnou výhodu v konkrétní úloze, typicky v optimalizačních nebo finančních modelech, i bez plně fault-tolerantního systému, který je plánován až na konec dekády. Současně ale zůstává otevřené, jak robustní tato výhoda bude vůči lepším klasickým baseline metodám a zda ji půjde reprodukovat mimo úzce definované use-cases, což ostatně ukazují i skeptické reakce na dřívější výsledky z oblasti kvantového tradingu.
Výzkumníci z Argonne National Laboratory představili novou qubitovou platformu založenou na elektronech zachycených nad povrchem pevného neonu, která vykazuje extrémně nízkou úroveň šumu ve srovnání s běžnými polovodičovými či supravodivými qubity. Elektrony jsou v tomto systému „levitovány“ nad izolačním povrchem neonu pomocí elektrických polí a interagují s mikrovlnnými rezonátory, přičemž právě absence pevné krystalové mřížky a defektů výrazně omezuje decoherence mechanismy typické pro solid-state platformy. Naměřené hodnoty šumu jsou podle autorů o 1 až 4 řády nižší než u standardních semiconducting qubitů a blíží se nejlepším dosaženým výsledkům, i když stále existují reziduální zdroje šumu spojené například s parazitními elektrony nebo nerovnostmi povrchu neonu . Zajímavým aspektem je také relativně jednoduchá příprava systému – elektrony lze generovat například z běžných filamentů a samotná platforma nevyžaduje komplexní nanofabrikaci.
Kvantový software a algoritmy
Společnosti Haiqu a HSBC publikovaly práci zaměřenou na škálovatelné zakódování reálných pravděpodobnostních rozdělení do kvantových obvodů, což je jeden z praktických úzkých hrdel při nasazení kvantových algoritmů ve financích. Navržený přístup využívá metody matrix product states (MPS) k vytvoření relativně mělkých (shallow) obvodů, které dokážou reprezentovat hladké funkce a distribuce bez nutnosti explicitně ukládat celý dataset v klasické paměti; místo toho se používá sampling-based workflow, který generuje potřebné stavy průběžně. Autoři demonstrovali encoding například pro heavy-tailed Lévy distribuce používané v rizikovém modelování a experimentálně ověřili přesnou reprodukci statistik na kvantovém hardware do ~25 qubitů, s indikací škálování k desítkám až stovkám qubitů (včetně simulací).
Kvantová bezpečnost
Nový čip představený výzkumníky z North Carolina State University a Oak Ridge National Laboratory cílí na specifický problém zabezpečení bezdrátových biomedicínských zařízení v kontextu budoucích kvantových útoků. Návrh využívá princip tzv. lightweight post-quantum kryptografie implementované přímo na hardwarové úrovni, přičemž klíčovým prvkem je optimalizace energetické spotřeby a latence tak, aby byl čip použitelný i v extrémně omezených systémech, jako jsou implantabilní senzory nebo wearable zařízení. Architektura integruje specializované moduly pro generování a správu kryptografických klíčů odolných vůči algoritmům běžícím na kvantových počítačích (např. založeným na lattice-based schématech), a zároveň minimalizuje výpočetní overhead oproti klasickým implementacím v softwaru. Důležitým aspektem je také schopnost pracovat v reálném čase při nízkém napětí, což je zásadní pro zařízení napájená baterií nebo energií získanou z okolí.
Kvantové technologie
Výzkumníci z Universität Paderborn ve spolupráci s Sapienza University of Rome demonstrovali teleportaci kvantového stavu fotonu mezi dvěma prostorově oddělenými polovodičovými zdroji na bázi kvantových teček, což je odlišné od běžnějších experimentů, kde se teleportace odehrává v rámci jednoho optického systému. Konkrétně přenesli polarizační stav jednoho fotonu na jiný foton generovaný nezávislým zdrojem přes 270 metrů dlouhý volnoprostorový optický spoj, přičemž klíčovou roli hrála interference a speciálního měření umožňující projekci výsledného stavu. Důležité je, že oba uzly používají kvantové tečky jako zdroje deterministických fotonů, což je technologicky bližší integrovatelným kvantovým sítím než spontánní parametric down-conversion zdroje. Experiment tak ukazuje, že je možné propojit nezávislé emitery bez nutnosti sdíleného laserového zdroje nebo společné infrastruktury, což bývá praktická překážka při škálování kvantových komunikačních systémů.
Kvantový byznys, investice a politika
Kanadské Quantropi (PQC, QKD, QRNG) je další kvantovu společností, co se chystá na burzu.
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.