Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.

Kvantové počítače

A konečně tu jsou novinky o Zuchongzhi 3.0. Dle preprintu od čínských vědců to vypadá na opravdu velký kvalitativní skok. A v tomto článku najdete srovnání s kvantovým procesorem Willow od Google. Oba mají 105 qubitů a stejnou konektivitu, avšak Willow má pořád o něco lepší fidelity. Například jedno-qubitová fidelita Willow je o 0.065% lepší a dvou-qubitová o 0.15%. Ono se to může zdát jako malé, ale pro reálné výpočty je to poměrně hodně velký rozdíl. Tomu i odpovídá, že čínští vědci nebyli schopni provést stejný benchmark na Random Circuit Sampling (RCS), respektive dostali horší výsledky než Willow. Avšak možná lepší, než jiní západní výrobci supravodivých čipů.

Tým Riverlane představil Collision Clustering (CC) decoder, kvantový dekodér založený na hardwaru, který zvládá rychlosti přesahující milion cyklů za sekundu, což je klíčové pro budoucí škálovatelné kvantové počítače. Dekodér byl testován na platformách FPGA a ASIC, kde zvládl korekční mechanismy na bázi surface code o velikosti až 1 057 qubitů s nízkou spotřebou energie, avšak stále čelí výzvám v dlouhodobé real-time dekódování a optimalizaci pro extrémně velké kvantové systémy.

Výzkumníci z Chalmers University of Technology a University of Maryland představili nový typ kvantové chladničky, která dokáže samostatně ochladit supravodivé qubity na rekordní teploty až 22 milikelvinů (standard je okolo 50 milikelvinů), což představuje zásadní krok ke spolehlivějším kvantovým výpočtům. Tento vnitřní chladící systém je také na bázi supravodivých obvodů a využívá teplo z okolního prostředí jako zdroj energie a kombinuje je s interakcí mezi qubity, čímž výrazně zvyšuje pravděpodobnost, že qubit bude ve svém základním stavu (99,97 %), což zlepšuje přesnost a efektivitu výpočtů.

Kvantové algoritmy a software

Výzkumníci z University College London vyvinuli kvantový AI framework MultiQ-NLP pro integraci textu a obrazů, který sice dosahuje srovnatelné výkonnosti s klasickými modely. Zní to na první dobrou dobře, avšak je zde spousta omezení. Testování probíhalo pouze na simulátorech místo na reálném kvantovém hardwaru, což omezilo velikost datasetů a snížilo rozlišení obrazových dat na pouhých 20 znaků, což je hluboko pod standardy klasických metod. Navíc použité tréninkové algoritmy, jako Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation (SPSA), mohly přidat šum a snížit potenciál modelu, což vyžaduje další optimalizaci a experimentování na skutečných kvantových procesorech.

Cleveland Clinic ve spolupráci s IBM využívá kvantový počítač Quantum System One k vylepšení algoritmů strojového učení, které urychlují a zpřesňují předepisování antibiotik. Tyto algoritmy, trénované na více než 4,7 milionech údajů o antibiotické citlivosti, překonaly lékaře v přesnosti výběru účinných léčiv, avšak kvantové výpočty se nyní zaměřují na optimalizaci těchto modelů pro menší datové soubory, aby se zlepšila dostupnost personalizované medicíny v odlehlých oblastech a menších klinikách.

Kvantová bezpečnost

QuSecure získala kontrakt od U.S. Air Force v hodnotě 1,23 milionu dolarů na vývoj kvantově odolných šifrovacích řešení (PQC) pro posílení kybernetické bezpečnosti národní obrany. Tento projekt staví na předchozích úspěších ve fázi SBIR Phase I a zdůrazňuje roli QuSecure v urychlení implementace post-kvantových technologií prostřednictvím spolupráce s vládními institucemi.

NIST právě zveřejnil prvotní veřejný návrh dokumentu SP 800-227 s názvem Recommendations for Key-Encapsulation Mechanisms. Tento dokument poskytuje komplexní pokyny k mechanismům zapouzdřování klíčů (Key-Encapsulation Mechanisms, KEM), které jsou nezbytné pro bezpečné vytvoření sdílených tajných klíčů prostřednictvím veřejných kanálů – kritické součásti moderních kryptografických systémů. Jednalo se o další krok po vydání standardu FIPS 203, tj. jde spíše o to, jak jej používat. Dokument popisuje základní definice, vlastnosti a použití klíčů KEM a uvádí doporučení pro implementaci a bezpečné používání KEM.

Kvantový byznys, investice a politika

A konečně nějaké ty vztahové záležitosti i v kvantu. Krize nastala v partnerství mezi Quantum eMotion a Terranova Defence Solutions, která veřejně zpochybnila kvalitu jejich kvantové bezpečnostní technologie, přestože neměla přístup k systému. Quantum eMotion brání své řešení chráněné čtyřmi patenty a zdůrazňuje transparentnost a odhodlání inovovat, zatímco obchodování s jejími akciemi bylo pozastaveno, což zvýšilo spekulace o dopadech tohoto sporu na trh. Quantum eMotion vyvíjí kvantový generátor náhodných čísel (QRNG). Jako externí pozorovatelé to těžko zhodnotíme. Na jednu stranu patent nezaručuje, že to bude dobré QRNG. Já osobně jsem trochu skeptičtější k QRNG pokud nepoužívají kvantového provázání. Ono tam pak může být tolik efektů, že třeba ta náhodnost není až tak kvantová, i když to prošlo testy na dlouhé časové řady apod.

Jsou země, které jsou špičkou v kvantových technologiích, jsou země, které jsou průměrné a průměrné zůstávají. A pak tu jsou země, které z nuly míří hodně vysoko. Příkladem budiž Saudská Arábie, která do toho hodně začíná šlapat.

Jižní Korea do prvního čtvrtletí letošního roku plánuje zřídit Výbor pro kvantovou strategii, který bude řídit národní rozvoj kvantových technologií. Do výboru, který má oporu v zákoně, budou zapojena ministerstva, akademická obec a průmysl, aby vytvořily strategie pro rozvoj kvantových inovací.