Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.
Kvantové počítače
Výzkumníci z MIT dosáhli rekordní fidelity 99,998 % při operacích s jednotlivými qubity na supravodivém qubitu typu fluxonium. Tato úroveň přesnosti je zásadní pro vývoj praktických kvantových počítačů, protože vysoká věrnost operací s qubity minimalizuje chyby a zvyšuje spolehlivost kvantových výpočtů. Pro srovnání, společnost Oxford Ionics dosáhla věrnosti 99,99916 % u jednotlivých qubitů ve svých nejnovějších prototypech založených na technologii zachycených iontů. Tato srovnatelná úroveň přesnosti mezi různými technologiemi qubitů naznačuje, že supravodivé qubity, jako je fluxonium, mají potenciál konkurovat jiným platformám v oblasti vysoce přesných kvantových operací.
Tým vědců z Harvardovy univerzity poprvé úspěšně zachytil molekuly k provádění kvantových operací, což představuje zásadní průlom v kvantovém počítání. Tedy využili ultra-chladné polarizované molekuly sodíku a cesia (NaCs) jako qubity, přičemž pomocí optických pinzet minimalizovali jejich pohyb a stabilizovali kvantové stavy. Pomocí iSWAP brány vytvořili kvantové propletení mezi dvěma molekulami s fidelitou 94 %, což představuje klíčový krok k využití molekul v kvantových počítačích. Tato technologie, díky bohaté vnitřní struktuře molekul, nabízí nové možnosti pro efektivnější kvantové výpočty, přestože stále čelí výzvám, jako je zajištění stability a přesnosti v budoucích experimentech.
Společnost QuEra Computing zveřejnila Quantum Readiness Report 2025, který předpovídá růst globálních rozpočtů na kvantové aplikace o téměř 20 % v roce 2025, přičemž 65 % odborníků je připraveno na implementaci kvantových technologií během 2–3 let. Navzdory optimismu přetrvávají výzvy, jako jsou vysoké náklady (51 %), nedostatek talentů (45 %) a nejasná návratnost investic (45 %). Mezi slibné technologie patří neutrálně-atomové kvantové počítače (33 %) (poznámka: QuEra také pracuje na neutrálních atomech) a supravodivé qubity (31 %). Více v samotném reportu.
Xanadu představil svůj nový modulární kvantový systém Aurora, který zahrnuje fotonické qubity (84 qubitů ze stlačených stavů a 12 fyzických qubitů, používá GKP přístup) propojené přes 13 km optických vláken, přičemž většina hardwaru funguje při pokojové teplotě, což snižuje energetickou náročnost (ale detektory se zpravidla musí chladit kryogenikou). Aurora představuje zásadní krok k vysoce škálovatelným kvantovým datovým centrům, přičemž další výzvou je minimalizace optických ztrát a překonání prahů tolerance chyb pro efektivní korekci chyb. Xanadu plánuje postavit velké výpočetní centrum v Torontu do 2029.
A je to nový typ qubitu v diamantu. Většinou ve spojení s diamanty mluvíme o tzv. NV (nitrogen vacancy). Zde půjde o TV (tin vancy). Vědci ze Stanfordu dokázali výrazně posílit a přesněji snímat spin u „tin vacancy“ qubitů v diamantu, a to s 87% přesností při jediném měření. Upravením okolního magnetického pole a optimalizací experimentálního uspořádání dosáhli jasnějšího signálu, takže měření nevyžaduje stovky opakování. Kromě silných měření spinu prováděli i takzvaná slabá měření, která ne vždy úplně „zkolabují“ stav qubitu, což přináší nové možnosti pro studium interakce mezi qubity a světlem. Tato zlepšení by mohla usnadnit používání cínových qubitů i ve vyšších teplotách a umožnit širší škálu aplikací v oblasti kvantové komunikace.
Kvantové algoritmy a software
Na kvantovém blogu IBM (dříve blog Qiskitu) opět vydali pěkný příspěvek shrnující změny s příchodem Qiskit v1.x a o tom, jak je jejich cílem co nejvíce zjednodušit nástroje pro vývoj a vývoj samotný.
A máme tu nový startup. Společnost QuantyMize představila na konferenci v Eilatu prototyp řešení pro optimalizaci energetického managementu s využitím kvantových annealerů, které umožňují až 40% snížení cyklů nabíjení a vybíjení baterií a zvyšují efektivitu využití obnovitelných zdrojů energie. Tento přístup se opírá o formulace QUBO (kvadratické neomezující binární optimalizace), což zjednodušuje plánování výroby, skladování a přenosu energie v mikrosítích, a připravuje cestu k udržitelnějším a efektivnějším smart grid systémům.
Výzkumníci z Northwestern University představili SEQC, nový kvantový kompilátor, který zlepšuje rychlost a spolehlivost modulárních kvantových systémů založených na čipletech (menší specializované čipy „čiplety“ propojené uvnitř jednoho systému). SEQC zvyšuje fidelitu kvantových obvodů až o 36 % a snižuje časy kompilace 2–4krát díky stratifikovanému přístupu, který rozděluje kvantové obvody na menší subobvody a optimalizuje je nezávisle. Tato inovace řeší výzvy spojené s komunikací mezi čiplety a otevírá cestu pro škálovatelné a efektivnější kvantové systémy.
Quantinuum pracuje na vytvoření generativního kvantového AI systému (Gen QAI) k řešení omezení klasických AI systémů, jako jsou vysoké energetické náklady a škálovatelnost. Společnost vyvíjí kvantové inovace v oblasti zpracování přirozeného jazyka (NLP), včetně kvantových rekurentních neuronových sítí (RNN) a tensorových sítí, přičemž ukazuje konkurenceschopné výsledky s menším výpočetním zatížením a potenciálními úsporami energie. No, ale uvidíme, jak se to podaří škálovat.
Kvantová bezpečnost a kvantové sítě
Bezpečnostní experti z banky Santander publikovali moc pěkný příspěvek o tom, jak již dnes nasadit post-kvantové HTTPS na vaše webovky.
Prezident Joe Biden vydal exekutivní příkaz k posílení kybernetické bezpečnosti USA, který klade důraz na využití umělé inteligence a zavedení kvantově odolné kryptografie, aby čelil hrozbám ze strany kvantových počítačů a kybernetických útoků. Příkaz zahrnuje povinné nasazení AI pro detekci hrozeb, přijetí kvantově bezpečných technologií do roku 2030 a nové požadavky na dodavatele softwaru. Ohledně PQC, konkrétně:
- Seznam produktů s podporou PQC: Ministerstvo vnitřní bezpečnosti (DHS) musí do 180 dnů vydat a pravidelně aktualizovat seznam produktových kategorií, ve kterých jsou produkty podporující post-kvantovou kryptografii (PQC) široce dostupné.
- Povinnost zahrnout PQC do veřejných zakázek: Do 90 dnů od zařazení produktové kategorie na tento seznam musí agentury zahrnout požadavek na podporu PQC do jakýchkoli veřejných výzev na nákup těchto produktů.
- Implementace PQC klíčů: Agentury musí co nejdříve implementovat PQC klíče nebo hybridní klíče s algoritmy PQC, jakmile budou tyto technologie podporovány stávajícími produkty a službami v jejich sítích.
- Mezinárodní spolupráce: Ministerstvo zahraničí a Ministerstvo obchodu musí do 90 dnů zapojit zahraniční vlády a průmyslové skupiny klíčových zemí k podpoře přechodu na PQC algoritmy standardizované NIST.
- Příprava na přechod na PQC: Ministerstvo obrany pro národní bezpečnostní systémy a Úřad managementu a rozpočtu (OMB) pro ostatní systémy musí do 180 dnů vydat požadavky na podporu protokolu TLS 1.3 (nebo jeho nástupce) s cílem implementace nejpozději do 2. ledna 2030.
Thales Alenia Space a Hispasat zahájily vývoj systému kvantové distribuce klíčů (QKD) z geostacionární dráhy (GEO), což umožní bezpečnou komunikaci mezi kontinenty a představuje významný krok směrem k budoucímu kvantovému internetu. Výhoda GEO je, že služba může být dostupná 24/7. Ale jen pokud je pěkné počasí. Jednotlivé fotony skrze mraky neprojdou. Tento projekt, financovaný Španělskem a EU, zahrnuje vývoj kvantového payloadu, pozemních segmentů a testování, a celkově přispívá k evropské kvantové komunikační infrastruktuře (EuroQCI).
A ještě jedna podobná novinka. Kanadská vesmírná agentura poskytla společnosti QEYnet přes 970 000 USD na vývoj technologie kvantové distribuce klíčů (QKD) pomocí kvantových satelitů. Tento projekt zahrnuje testování přenosu kvantově zabezpečených klíčů, validaci konceptu v reálných podmínkách a zvýšení kybernetické bezpečnosti v satelitní komunikaci proti budoucím kvantovým útokům.
Společnost ID Quantique oznámila, že její systém Clavis XG Quantum Key Distribution (QKD) jako první produkt svého druhu získal národní bezpečnostní certifikaci v Jižní Koreji. Tato certifikace posiluje důvěru v QKD technologie jako klíčový prvek budoucí kybernetické bezpečnosti, odolné vůči kvantovým hrozbám a pro QKD je to obrovský krok dopředu. Obecně, téma QKD v Jižní Koreji je velmi pokročilé včetně vlastních národních standardů. Třeba se inspirují i evropské autority a třeba i NÚKIB, mrk, mrk :-)
Společnost Palo Alto Networks představila QRNG Open API, otevřený rámec pro integraci kvantového generátoru náhodných čísel (QRNG), který umožňuje organizacím posílit kybernetickou bezpečnost prostřednictvím kvalitního kvantového entropického zdroje. Tato iniciativa, vyvinutá ve spolupráci s lídry v oblasti QRNG, podporuje interoperabilitu mezi více dodavateli, zjednodušuje adopci QRNG technologií a odpovídá standardům NIST pro postkvantovou kryptografii.
Kvantové technologie
Nově optické atomové hodiny, kombinující ionty india a ytterbia, dosáhly rekordní přesnosti 2.5×18-18, což je 1 000krát vyšší přesnost než současné cesiové hodiny používané k definici sekundy v mezinárodní soustavě jednotek (SI). Tato inovace zkracuje dobu měření díky paralelnímu sledování více iontů v jedné pasti a umožňuje kombinovat výhody různých typů iontů—indium poskytuje vysokou přesnost, zatímco ytterbium zajišťuje efektivní chlazení.
Kvantový byznys, investice a politika
Kvantová společnost Quantum Computing Inc. čelí prudkému poklesu akcií v důsledku obvinění z podvodu, což vyvolalo obavy investorů o důvěryhodnost a dlouhodobou životaschopnost firmy v rychle rostoucím kvantovém odvětví. No, uvidíme, co je pravda a co je jen další trik pro shorting na akciích.
Kanada investuje přes 52 milionů USD do 107 projektů kvantového výzkumu zaměřených na vývoj kvantových technologií v oblastech, jako jsou kvantové výpočty, komunikace, šifrování, materiály a senzory. Financování podporuje spolupráci mezi univerzitami, průmyslem a zahraničními partnery, včetně Francie a USA, a přispívá k mezinárodnímu propojení a tréninku více než 500 výzkumníků.
Objevil se nový startup ZuriQ a rovnou oznámil investici 4.2 milionů USD na vývoj svého kvantového počítače z uvězněných iontů. Jejich přístup je trochu odlišný. Obvykle se uvězněné ionty pohybují po 1D lince. Zde chtějí umožnit pohyb iontů ve všech 3D směrech a usnadnit tak škálování.
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.