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

Kvantové počítače

Japonské konsorcium firem a organizací jako RIKEN, NTT, Fujitsu a vyhráli výběrové řízení japonské vlády na dodání kvantového počítače. Ten nabídne 64 supravodivých qubitů. Jedná se již od druhý kvantový počítač, tentokrát ale vyrobený doma (ten první je od IBM).

Finské IQM představilo svůj cloud IQM Resonance. Jedná se v podstatě o podobný cloud jako je IBM Quantum. Zatím na něj najdete dva kvantové počítače a to IQM Deneb s šesti qubity (hvězdicová topologie) a IQM Garnet s 20 qubity (mřížková topologie). Každý s trochu jinými vlastnostmi a schopnostmi.

Nedávno jsem psal o osobním 30-qubitovém kvantovém emulátoru Quokka. Tento projekt nyní spustil svou kampaň na kickstarteru.

Kvantové algoritmy

O kvantových počítačích se povídá, že kromě jiného by měly poskytnout i nějakou výhodu pro optimalizační úlohy. Často v této problematice jsou uváděny algoritmy jako QAOA, VQE a další – zatím bez pořádného matematického důkazu. Nicméně vědci z Německa ukázali z čistě teoretického pohledu, snad asi poprvé, že některé typy optimalizačních úloh bychom opravdu mohli vyřešit lépe s kvantovým počítačem. Nicméně, nedočkali jsme se teoretického důkazu o výhodnosti QAOA nebo jiných. Naopak, vědci našli určité podobnosti některých optimalizačních úloh k úlohám v oblasti kryptografie a následně použili Shorův algoritmus, který poskytuje exponenciální výhodu. A snad do této úzké třídy, kde by toto mohlo fungovat, patří i problém obchodního cestujícího. To by mohlo být velké a dát větší legitimitu kvantovým optimalizacím. Samozřejmě, podobně jako pro louskání šifer kvantovým počítačem za pomocí Shorova algoritmu, i tady pro optimalizace budete potřebovat velmi schopný kvantový počítač.

NVIDIA v rámci GTC24 přestavuje několik kvantových novinek. # Nvidia Quantum Cloud je sada mikroslužeb pro vytváření a testování nových kvantových algoritmů a aplikací v cloudu – včetně simulátorů a nástrojů pro hybridní kvantově-klasické programování. # cuQPC je nová knihovna pro akceleraci post kvantového šifrování. # CUDA-Q Academic pak jsou moduly pro výuku kvantových výpočtů pomocí CUDA Q. # Japonský superpočítač pro kvantový výzkum ABCI-Q pak bude používat GPU od NVIDIA a to včetně NVIDIA CUDA-Q. Je to až neskutečné, jak obrovsky se NVIDIA v oboru rozjíždí.

Kvantová bezpečnost

Post-kvantový startup Qrypt se dostal k zajímavé zakázce u NVIDIA, kde bude poskytne post-kvantové šifrování a kvantové generátory náhodných čísel pro lepší zabezpečení při přenosu pracovních úloh AI za použití NVIDIA BlueField-3 DPU.

Ve Francii se rozjíždí projekt RESQUE (Thales, TheGreenBow, CryptoExperts, CryptoNext Security, ANSSI, a Inria) jehož cílem je vyvinout postkvantová kryptografická (PQC) řešení. Od vlády a EU na to dostali €6 milionů. Konkrétněji by měli vyvinout PQC VPN řešení a hardwarovou akceleraci pro PQC.

Tuta Mail je další z řady společností, které nasadily PQC do svých produktů. Zde se jedná o TutaCrypt, což je hybridní algoritmus kombinující PQC a eliptické křivky. Na jednu stranu je fajn vidět, že PQC se rozjíždí. Problém by mohl však nastat, že hybridní řešení se zatím nestandardizuje a některé národní bezpečnostní agentury jej ani nebudou doporučovat/podporovat. To vede k tomu, že každý, včetně Apple, Signal, Google a další si vyvinou vlastní PQC hybridní systém a ty zpravidla vzájemně nejsou kompatibilní.

Kvantová konkurence

V tomto okénku se podíváme na konkurenci kvantových počítačů. V podstatě vždy srovnáváme kvantový počítač s tím klasickým a máme tendenci říci, že v momentě, kde kvantový udělá něco lépe, tak jsme dosáhli skutečné kvantové výhody nebo dokonce nadvlády. Nicméně, možná, že v blízké budoucnosti to nebudou klasické počítače, s čím bychom ty kvantové měli srovnávat.

Jedním z konkurentů jsou počítače na termodynamickém přístupu a přirozených fluktuacích v materiálu. Zde hlavním průkopníkem je společnost Extropic. Tento typ počítače bude vhodný hlavně pro probabilistické AI algoritmy. Mají mít velkou výhodu nejen v oblasti výkonu, ale slibují mnohem menší spotřebu, která je dnes u moderních AI čipů jednou z hlavních překážek. Extropic nedávno dostal seed investici za $14 milionů.

Dalším konkurentem jsou laserové čipy, kde místo elektronů běhají laserové pulsy. Zde průkopníkem je Izraelský startup LightSolver. Ti právě nyní představili LPU100, což je systém se 100 lasery. Nejedná se univerzální procesor, ale spíše simulátor zvláště vhodný pro optimalizační úlohy. Na obrázku níže můžete najít porovnání řešení pro problém obchodního cestujícího pomocí systému LPU100 a Gurobi, který je považován za jeden z nejlepších klasických řešičů v této oblasti. LightSolver nyní nabízí předběžný přístup ke svému cloudu, který je schopný řešit optimalizační úlohy s až jedním milionem proměnných. Navíc LPU100 má velikost klasického PC a funguje při pokojové teplotě. Tohle vypadá na hodně těžkou váhu v konkurenci kvantovým počítačům.

Kvantový byznys, investice a politika

V Jižní Koreji vznikla tzv. „kvantová aliance“ mezi pro nás nejznámější jména patří SK Telecom, ID QUantique, Nokia a další. V rámci této aliance se dohodly, že se zapojí do činností, jako je společné vyhledávání obchodních příležitostí, společný marketing, pravidelné konzultace veřejných a národních projektů a společné investice. ID Quantique je velmi aktivní v Jižní Koreji, je to také dáno tím, že SK Telecom vlastní značný podíl v ID Quantique.

A máme tu další ukázku „přecitlivělosti“ na kvantum a AI dohromady. Tady je článek Is OpenAI Opening Up To Quantum? Který spekuluje nad tím, jestli OpenAI se ve velkém pustí i do kvantových počítačů. Realita je však taková, že do OpenAI přešel jeden člověk, který dříve pracoval na kvantových počítačích. A vypadá to, že přešel ne dělat kvantové počítače v OpenAI, ale zkrátka proto, že obecně v AI platí mnohem lépe.