Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, softwaru, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií, včetně kvantového byznysu a investic.
Kvantové počítače
Výzkumníci z Rutgers University, IBM a dalších institucí předvedli jednu z největších demonstrací kvantové zpětné vazby v reálném čase, když na 156qubitovém procesoru IBM Heron řídili dynamiku až 100 qubitů pomocí opakovaných měření, resetů a následných akcí prováděných během běhu výpočtu. Experiment zahrnoval téměř 5 000 dvouqubitových operací i téměř 5 000 měření a resetů a ukázal, že pokud jsou korekční zásahy dostatečně časté, lze potlačit chaotické chování systému a převést jej do řízeného stavu, což odpovídá teoretickým předpovědím o přechodu mezi chaosem a řádem. Výsledek představuje důležitý krok směrem k fault-tolerantním kvantovým počítačům, protože právě průběžné měření, rozhodování a opravy během výpočtu budou základem budoucích systémů schopných dlouhodobě fungovat navzdory chybám jednotlivých qubitů.
Společnost Quantinuum oznámila nový světový rekord v kvantové korekci chyb, když na svém iontovém procesoru Helios dosáhla logické fidelity 99,9995 %, což odpovídá pouhým pěti neopraveným chybám na milion operací a představuje desetinásobné snížení logické chybovosti oproti jejímu vlastnímu výsledku z předchozího měsíce. K dosažení tohoto výkonu byl použit kód typu color code, přičemž experiment potvrdil, že logické chyby klesají exponenciálně s rostoucí vzdáleností kódu, kdy každé zvýšení ochrany snižovalo zbývající chyby přibližně dvanáctinásobně. Quantinuum zároveň uvádí, že dosažená chybovost je více než stokrát nižší než nejlepší dosud publikovaný výsledek na supravodivých procesorech a že výkonnost systému již odpovídá cílovým parametrům plánovaného fault-tolerantního kvantového počítače Apollo, jehož uvedení firma očekává do roku 2029. Výsledek dále posiluje pozici iontové architektury jako jednoho z nejvážnějších kandidátů na budoucí univerzální fault-tolerantní kvantové počítače.
Výzkumníci z Harvard University a společností Anthropic a QuEra Computing představili automatizovaný framework, ve kterém velké jazykové modely (LLM) samostatně navrhují a optimalizují fault-tolerantní kvantové obvody. Místo běžného ručního ladění algoritmů generoval systém celé implementace kvantových procedur, které byly průběžně vyhodnocovány klasickým simulátorem a následně iterativně vylepšovány. V osmi testovaných úlohách se podařilo snížit kombinované nároky na počet qubitů a délku výpočtu zhruba 4× až více než 9 100× oproti známým referenčním návrhům. Zajímavé je, že dosažená zlepšení nevycházela z optimalizace jednotlivých kvantových hradel, ale spíše z objevování nových algoritmických struktur, například efektivnější práce s pomocnými qubity, nahrazení podmíněné aritmetiky směrováním dat pomocí operací SWAP nebo rekonstrukce mezivýsledků bez nutnosti ukládat kompletní historii výpočtu. Jeden z nejvýraznějších výsledků se týkal dekódování hermitovských kódů, kde se podařilo snížit potřebný počet qubitů z přibližně 190 tisíc na necelých 2 400 a současně výrazně omezit počet Toffoliho hradel. Studie tak ukazuje, že část budoucích zlepšení kvantových algoritmů může přicházet spíše z automatizovaného hledání nových konstrukcí než pouze z vývoje výkonnějšího hardwaru.
Kvantový software a algoritmy
Společnost qBraid představila platformu qBraid OS, která výrobcům kvantových počítačů a provozovatelům kvantových služeb poskytuje hotovou infrastrukturu pro správu uživatelů, plánování úloh, monitoring využití, fakturaci a provoz kvantových systémů v cloudu i při lokálním (on-premise) nasazení. Platforma je navržena pro hybridní kvantově-klasické výpočty a propojuje kvantové procesory s akcelerátory NVIDIA prostřednictvím prostředí NVIDIA CUDA-Q, což umožňuje využívat GPU například pro dekódování kvantové korekce chyb a další klasické zpracování během běhu kvantových úloh. qBraid OS vychází z infrastruktury, kterou firma již používá pro zpřístupnění hardwaru od 18 poskytovatelů kvantových počítačů, a jejím cílem je zjednodušit komercializaci kvantových počítačů tím, že dodavatelé hardwaru nemusí vyvíjet vlastní provozní software a mohou se soustředit na vývoj samotných kvantových procesorů.
Společnost Postquant Labs představila Quip Virtual Machine (QVM), novou virtuální vrstvu pro sjednocení kvantových a klasických výpočtů napříč různými hardwarovými platformami. QVM poskytuje společné programovací a běhové prostředí pro kvantové annealery, hradlové kvantové počítače i klasické systémy, čímž řeší současnou roztříštěnost ekosystému, kde každý poskytovatel používá vlastní programovací model a nástroje. Platforma zavádí jednotný model oceňování výpočtů založený na výpočetních kreditech a umožňuje předem odhadnout cenu úlohy podle využitých qubitů, doby běhu a míry provázání. V demonstraci na konferenci Quantum.Tech World provedl QVM 1 930 srovnání mezi kvantovými a klasickými optimalizačními algoritmy pro správu portfolií, přičemž kvantové řešení podle firmy vždy dosáhlo stejných nebo lepších výsledků. Technologie je aktuálně testována výzkumníky z Monash University, University of Notre Dame a Purdue University a míří na budoucí hybridní prostředí, kde budou kvantové a klasické výpočty fungovat pod jednotnou softwarovou abstrakcí.
Společnost Iceberg Quantum představila novou verzi své fault-tolerantní architektury Pinnacle 1.2 spolu s dekodérem Crevasse pro kódy QLDPC (quantum low-density parity-check). Hlavním přínosem je schopnost provádět přímé simulace bilionů cyklů kvantové korekce chyb namísto běžně používaných statistických extrapolací, což umožňuje přesněji odhadovat výslednou chybovost logických qubitů. Podle zveřejněných výsledků dosáhl systém logické chybovosti pod 10⁻¹² na logický qubit a cyklus, tedy úrovně považované za potřebnou pro rozsáhlé algoritmy typu faktorizace RSA-2048. Díky rychlosti dekódování kolem 4 mikrosekund na korekční cyklus a použití QLDPC kódů uvádí Iceberg Quantum pro útok na RSA-2048 odhad přibližně 72 tisíc fyzických qubitů a dobu výpočtu 3,7 dne při fyzické chybovosti 10⁻³, což je výrazně méně než dřívější odhady založené převážně na povrchových (surface) kódech. Je však vhodné připomenout, že jde o architektonické a simulační výsledky, nikoliv o demonstraci na reálném kvantovém hardwaru.
IBM Quantum vydal novou verzi vývojového frameworku Qiskit SDK v2.6, která je zaměřena především na rozšíření nativního C API a postupné odstraňování závislosti kvantového softwarového stacku na Pythonu. Novinka přináší například framework pro tvorbu vlastních kompilačních průchodů (pass manager) přímo v C/C++, podporu binárního formátu QPY pro ukládání kvantových obvodů a možnost definovat hardwarově specifické kvantové operace bez nutnosti používat pythonovský objektový model. Z technického hlediska jde o další krok v dlouhodobé transformaci Qiskitu směrem k architektuře, kde budou klíčové části kompilace a spouštění implementovány v Rustu a dostupné přes stabilní rozhraní v jazyce C. Součástí aktualizace je také nová verze formátu QPY v18 s úspornějším ukládáním rozsáhlých kvantových obvodů a příprava na budoucí mezilehlou reprezentaci (intermediate representation) určenou pro kompilaci fault-tolerantních kvantových programů.
Kvantová bezpečnost a kvantové sítě
Společnost Toshiba Corporation představila platformu Quantum-Safe Networking (QSN), která má organizacím umožnit postupný přechod na kvantově odolné sítě bez nutnosti budovat novou infrastrukturu. Platforma kombinuje technologie postkvantové kryptografie (PQC), kvantové distribuce klíčů (QKD) a kvantových generátorů náhodných čísel (QRNG) v jednotné architektuře doplněné o centralizovanou správu klíčů a síťových politik. Díky optickému přepínání a sdíleným transceiverům dokáže obsluhovat velké množství vzdálených lokalit z jednoho centrálního uzlu, čímž výrazně snižuje náklady, prostorové nároky a složitost nasazení oproti tradičním sítím QKD typu point-to-point. Toshiba platformu zaměřuje na telekomunikační operátory, poskytovatele datových center, podniky i veřejný sektor a prezentuje ji jako praktický nástroj pro ochranu proti hrozbám typu „harvest now, decrypt later“ v době, kdy státy a regulátoři stále častěji stanovují harmonogramy přechodu na kvantově bezpečnou kryptografii.
Kvantový byznys, investice a politika
Společnost Plurilock Security Inc. stanovila termín mimořádného hlasování akcionářů o plánovaném převzetí společností Quantum eMotion. Navrhovaná transakce oceňuje Plurilock přibližně na 33,8 milionu kanadských dolarů (24 milionů USD). Cílem akvizice je propojit technologie kvantových generátorů náhodných čísel a postkvantové kryptografie společnosti Quantum eMotion se zavedenými obchodními kanály společnosti Plurilock v oblasti kybernetické bezpečnosti a veřejných zakázek, zejména v Kanadě, USA a zemích NATO.
Finský startup Coherence Quantum, vzniklý jako spin-off z Aalto University, získal seed investici ve výši 2,78 milionu eur na vývoj infrastruktury pro řízení a propojení kvantových procesorů při kryogenních teplotách. Technologie společnosti využívá integrovanou kryogenní signalizační a řídicí platformu, která má postupně přesouvat více elektroniky a zpracování signálů přímo dovnitř kryostatu, tedy blíže ke kvantovému procesoru.
Německá společnost RhymeQ získala pre-seed investici ve výši 2,2 milionu dolarů na vývoj softwarové vrstvy, která má zjednodušit programování kvantových počítačů pro běžné vývojáře.
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.