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

Kvantová fyzika

Kvantová teleportace snímků zajistí bezpečnější komunikaci: Průlomový experiment s novou metodou kvantové teleportace informace otevírá dveře k teleportaci celých snímků, například otisku prstu při ověření totožnosti během bankovní nebo podobné operace. Fyzikům se povedlo podstatně zvětšit objem přenesené informace při využití jediné dvojice entanglovaných fotonů.

Kvantové počítače

Kolem kvantových počítačů je hodně velký hype, velká očekávání, že by to snad mělo být tady každý moment. Jenomže, realita může být složitější a to i hodně složitější. Jeden poměrně hodně dobrý článek na toto téma najdete na IEEE Spectrum. Pro ukázku, jedna z pasáží v překladu: Troyer a jeho kolegové porovnávali jeden grafický procesor Nvidia A100 s fiktivním budoucím kvantovým počítačem odolným proti poruchám, který má 10 000 „logických qubitů“ a časy hradel mnohem rychlejší než dnešní zařízení. Troyer říká, že zjistili, že kvantový algoritmus s kvadratickým zrychlením by musel běžet celá staletí, nebo dokonce tisíciletí, než by dokázal překonat klasický algoritmus u dostatečně velkých problémů, aby byl užitečný.

Startup QuantrolOx vydal svůj první produkt. Jedná se o Quantum Edge Asparagus, což je softwarová platforma, která poskytuje automatické řízení qubitů pro automatizaci ladění a kalibraci kvantových počítačů. Problém, který řeší tento software je, že nyní se kalibrace qubitů do značné míry provádí manuálně. Jenomže pokud jdete do stovek a dnes i jednotek tisíc qubitů, jedná se o velmi nepraktickou záležitost. Asparagus navíc pracuje s řídícími systémy od Qblox nebo Quantum Machines.

Rigetti zpřístupnilo svůj nejnovější kvantový procesor Ankaa-2. Ten má již 84 qubitů (podobně jako QPU Aspen rovněž od Rigetti), avšak s lepšími fidelitami pro jedno a dvou qubitové operace. A dostupný je na kvantovém cloudu Rigetti.

A čínský SpinQ představil nový stolní kvantový počítač pro vzdělávací účely Triangulum s třemi qubity na bázi jaderné magnetické rezonance. Má jen tři qubity, ale algoritmy jako Groverův, Deutschův nebo HHL na něm již rozjedete.

Kvantový software a algoritmy

NVIDIA vydala novou knihovnu cuQuantum 23.10. Najdete lepší integraci na NVIDIA Tensor Core GPU a hlavně zrychlení simulace jak pomocí state vector (přesná simulace) nebo tensor network metod.

Vědci z Číny dosáhli významného pokroku v kvantovém výpočtu tím, že na supravodivém kvantovém procesoru připravili logický magický stav s mnohem vyšší fidelitou. Tento průlom by mohl vést k robustnějším a věrohodnějším kvantovým výpočtům.

Vědci z Princeton University, IBM a Raytheon přišli s novým kvantovým algoritmem, který dokáže pracovat s kontinuálním přísunem dat. To je značná změna paradigmatu pomocí kterého obcházejí jedno z největších omezení a tou je kvantová paměť. Jak jistě víte, qubity informace dlouho neudrží. A navíc nahrání počátečních dat do qubitů nás také stojí spousta kvantových operací. A když máte těch qubitů hodně, často vám systém začne dekoherovat (ztrácet kvantové informace) ještě před tím, než je tam všechny nahrajete. Proto kvantové počítače a big data jsou zatím hudbou budoucnosti. To však částečně lze obejít tímto novým objevem, který spadá pod tzv. Noisy Intermediate Scale Quantum Reservoir Computing, NISQRC. Vědci demonstrovali tento algoritmus zatím na 7-qubitvém procesoru. Důsledky NISQRC by mohly být dalekosáhlé. Tato nová schopnost otevírá dveře široké škále potenciálních aplikací, včetně pokročilého zpracování signálů pro telekomunikace, finanční analýzy v reálném čase a dokonce i zdokonalených řídicích systémů pro autonomní vozidla.

Kvantové sítě a komunikace

Čína otestovala výměnu QKD klíče skrze jejich satelit s Ruskem. Technicky nejde o nic nového. Stejný experiment provedla Čína s Rakouskem již v roce 2016. Tady je spíše význam geopolitický. Navíc jejich dlouhodobá strategie je vybudovat kvantovou síť napříč uskupení BRICS (Brazílie, Rusko, Indie, Čína a Jižní Afrika). No a protože tyto státy neleží zrovna u sebe, tak kvantová síť skrze kvantové satelity je zatím ta nejpřímější cesta.

Kvantový byznys, investice a politika

Po čínském podniku Alibaba nyní i Baidu oznámilo, že se zbavuje své sekce na kvantové počítače a celou laboratoř daruje Beijing Academy of Quantum Information Sciences (BAQIS). BAQIS spadá pod přímo sféru vlivu čínské vlády. V tomto ohledu je čínský případ bezprecedentní a jsou tu různé směry názorů, proč se tomu tak děje.

Zde je aktualizovaný seznam společností na burzách, které mají něco dočinění s kvantovými počítači. Pokud pominu obry jako Microsoft a další a podívám se na kvantové startupy, tak kromě IonQ je to docela bída. Takže pokud plánujete investovat tak opatrně. Hodně si to rozmyslete.

Na The Quantum Insider vyšel moc pěkný článek na téma zda a jak se mohou malé podniky připravit na kvantovou éru. Doporučuji si to přečíst!

Ohlédnutí za 2023 a predikce pro 2024

Předpovědi vyznaných investorů / venture capitals na kvantový průmysl. Docela zajímavé čtení, v zásadě co hlava to názor. Velmi podobný článek i na webu Sifted.

Další predikce tentokrát od The Quantum Insider: Kvantové startupy budou hledat jiné komerční možnosti. Pravda je, že postavit užitečný kvantový počítač ještě nějaký ten rok potrvá a z něčeho se živit musí. # Investice do kvantových startupů by se mohly stabilizovat. Rok 2023 byl nic moc v porovnání s 2021 a 2022. # Asi uvidíme ještě více fúzí a akvizic. # Uvidíme silnější zaměření na korekce kvantových chyb. # Uvidíme více umění o kvantum, respektive zkoumání a interpretování kvantového fenoménu pomocí umění. Nazývá se to „Q-STEAM“. A ještě od stejného serveru seznam největších novinek za rok 2023.

A další ohlédnutí za 2023 od Quantum Zeitgeist: dosaženo více než 1000 qubitů. # První logické qubity. # Spousta řečí kolem generativního AI a kvantových výpočtů… # Nový pojem „kvantová užitečnost“ # Více možností si koupit kvantový počítač. # Teplý (ne)supravodič se objevil stejně rychle jako zahynul. # A další.

Tady jsou predikce od Quantum Zeitgeist: Pravděpodobně se dostaneme na metu 2000 qubitů. # Bude větší důraz na logické qubity a korekční mechanismy. Možná konec termínu NISQ? # Zapata AI půjde na burzu. # Očekávají, že kvantové počítače se dostanou více do mainstreamu. # Poroste význam simulace kvantových počítače hlavně díky NVIDIA. # A další.

A nakonec dlouhý seznam top kvantových startupů a společností. A otázka pro čtenáře. Vznikne v roce 2024 nějaký český kvantový startup? Nebo dokonce více než jen jeden?