Kvantové počítače

Israel již před nějakou dobou oznámil svou snahu podpořit svůj high tech průmysl i o vlastní vývoj kvantových počítačů a to se daří. Weizmann Institute of Science oznámil, že se podařilo sestavit kvantový procesor s pěti qubity na bázi uvězněných iontů Stroncia. Jejich cílem je v brzké době dosáhnout 64 qubitů. Zajímavostí je, že počítač již nyní podporuje možnost změření qubitu uprostřed obvodu, tzv. mid-circuit measurement.

Inženýrům z Intel a QuTech se podařilo vyrobit první qubity zcela stejnou technikou, jako se vyrábí běžné křemíkové procesory. Tyto qubity jsou tzv. spinové qubity využívající spinu uvězněného elektronu ve formě kvantové tečky. Hlavní překážkou pro využití průmyslové výroby jsou limitující pravidla pro výrobu procesorů. Na druhou stranu, v továrně Intelu se dostali na 98% šanci, že se podaří qubit správně vyrobit. To porovnejte s univerzitní laboratoří s úspěšností kolem 50%.

Kvantové počítače jsou plné slibů a očekávání spojená s blízkým časovým obdobím vedoucí k hype. Ale reálně to je ještě daleko a je stále velkou otázkou, jestli dnešní nedokonalé kvantové (NISQ) počítače nám dají něco, co klasické nedokážou, nebo nedokážou rychleji. Pěkné zamyšlení nad hypem a současným stavem najdete od jednoho z nejpovolanějších.

Kvantový software a algoritmy

Protein folding neboli skládání proteinů je jedním z moderních přístupů v medicíně. Avšak toto skládání je výpočetně hodně náročné, nakonec jde přece jenom o simulace složitých molekul. A jak řekl Feynman, kvantové počítače by nám měly pomáhat hlavně s kvantovými věcmi a to molekuly jsou. V tomto článku najdete pěkný základní popis co znamená úloha skládání proteinů a jak ji třeba můžete řešit na kvantovém annealeru.

Kvantová kryptografie

Někdo by si mohl říci, proč ta standardizace u NIST trvá tak dlouho a zvláště, když jiní (jiné standardizační autority) už mají hotovo. NIST už má sedm finalistů (4 určené pro šifrování a 3 pro digitální podpisy) a uspořádali hackathlon na jejich prolomení. A světe div se, jeden z kandidátů na PQC digitální podpis Rainbow byl prolomen za 53 hodin na obyčejném notebooku. Konkrétně se to podařilo expertovi z IBM Wardu Beullensovi, který již podobnou zkušenost s rozbíjením šifrování za sebou má. S výsledkem souhlasí i experti z NIST. Na druhou stranu to není konec Rainbow. S poměrně malou změnou parametrů by se zabezpečení mělo zvýšit aby to odolalo i tomuto objevenému útoku.

Jihokorejský telekomunikační operátor KT a Toshiba budují hybridní kvantové kryptografické řešení. Ještě v letošním roce by měli otevřít komerčně dostupný testbed pro QKD mezi Soulem a městem Busan na jihu a již nyní běží na části trasy mezi Soulem a městem Daejeon. Jejich cílem je nabízet QKDaaS, tedy QKD jako službu.

Byznys, investice, granty

Zajímáte se o kvantové technologie jako celku? Tak tady najdete pěkný souhrn toho nejpodstatnějšího a základní rysy kvantového ekosystému.

SandboxAQ je velké téma. Jak jsem psal minule, jedná se o spin-off z Google pracující na AI a kvantových věcech. Hodně se píše o investorech, kteří do toho vstoupily ale i o jejich poradním panelu, který je plný velkých jmen hlavně z klasického IT. Většinou se totiž jedná spíše o kvantové experty. Jak jsem nastínil minule, SandboxAQ se nejdříve zaměří na kvantově odolné šifrování, PQC. Jedná se o oblast, která by ve velmi brzké době mohla začít mít zajímavé revenue. V tomto směru v Sandox vyvinuli nástroj na bázi AI, který zhodnotí vaše IT systémy a řekne, kde všude potřebuje upgrade šifrování, aby jste byli odolní proti budoucím kvantovým útokům. Zde by měli pomoci i členové poradního výboru z klasického IT. V byznysové hantýrce se Sandbox bude zaměřovat na B2B SaaS služby. Dalším produktem, který je ve vývoji je AI pro kvantové senzory. Kvantové senzory do konce desetiletí budou hrát významnou roli, třeba ve vojenství, a je potřeba zpracovávat data, která ze senzorů jdou. A jedna z cest může být AI. Dále pracují i na nějakých aplikacích pro kvantový počítač, které by měly být agnostické (nezávislé na hardware) bez bližšího specifikování. Pěkný přehled najdete i tady.

Japonský startup QunaSys získal investice za 10 milionů USD v sérii B. QunaSys pracuje hlavně na algoritmech pro chemické simulace.

Výhoda kvantových firem na burze, teda kromě toho, že si můžete koupit jejich akcie, je musí publikovat jak se jim daří. A to je zdroj zajímavých informací. Například IonQ ukázalo, že za čtvrtý kvartál 2021 se dařilo hodně dobře, lépe než se předpovídalo a to se ziskem 1.6 milionů USD. Za celý rok 2021 je však IonQ ve ztrátě 28.3 milionů USD (EBITDA). Pro rok 2022 očekávají příjem přes 10 milionů USD, ale celkově ztrátu kolem 55 milionů USD.

Německý startup Pixel Photonics získat seed investice za 1.45 milionů EUR. Pixel Photonics pracuje na škálovatelných integrovaných detektorech jednotlivých fotonů. Ty pak lze použít pro fotonické kvantové počítače, kvantové sítě ale i kvantové zobrazovací systémy.

A další spolupráce v oblasti financí byla oznámena mezi bankou HSBC a IBM a měla by se zaměřovat na aplikace ve finančním sektoru.

Jak jsem na začátku roku psal v rámci předpovědí pro rok 2022, tak už se tak děje. Jedna z předpovědí byla i ve více zdrojích, že uvidíme více akvizic. V tomto duchu oznámili Quantum Machines akvizici společnosti QDevil. Quantum Machines se zabývá kvantovým cloudem, řízení kvantových procesorů a vývojem kvantového operačního systému. QDevil zase pracuje na podpůrném hardware a elektronice potřebných pro kvantové procesory.

Terra Quantum již získala 7.5 milionů USD v investiční sérii A. Terra Quantum se zabývá hlavně kvantovým softwarem a algoritmy, kvantovými počítači a kvantovou bezpečností.