Týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.
Kvantové počítače
IBM přišlo s pár novinkami. IBM přidalo možnost platit v módu Pay-As-You-Go, to znamená, že se můžete dostat na pokročilejší procesory a počítat na nich za 1.6 USD za sekundu běhu programu. Dosud IBM mělo dva monetizační modely. Jeden zdarma, ale omezený přístup ke kvantovým procesorům. A pak premium, kde máte přístup všude ale také si zaplatíte. Tento nový model odpovídá tomu, jak se za kvantové výpočty platí na cloudech od Amazonu nebo Microsoftu. Dále IBM rozšířilo možnosti v Qiskit Runtime, které mohou zrychlit běh vašeho výpočtu.
IBM opět vylepšilo hodnotu Quantum Volume (QV). Konkrétně dosáhli hodnoty 256 u nového čipu IBM-Prague, ano pojmenovaného podle našeho hlavního města :-), s 27 qubity. Jedná se tedy o čip z rodiny Falcon r10. Pro připomenutí, QV 256 znamená, že 8 qubitů může jít do hloubky 8 bran. A co se změnilo? IBM-Prague má rychlejší brány s vyšší fidelitou a redukce některých chyb.
Podobně tento týden oznámilo i Quantinuum (Honeywell) dosažení Quantum Volume 4096 se svým novým procesorem H1-2. Tento procesor má 12 qubitů a daná hodnota Quantum Volume znamená použití 12 qubitů do hloubky 12. V tomto smyslu využili všechny dostupné qubity. V případě IBM k tomu mají zatím poměrně daleko.
Intel dodá jeden ze svých prvních kvantových procesorů na bázi spinových qubitů do Argonne National Laboratory v rámci konsorcia Q-NEXT pro testovací účely. Vědci zde budou moci zkoušet své algoritmy a dávat zpětnou vazbu Intelu. Technické detaily nejsou prakticky žádné zatím.
Již dříve jsem psal, že Německo chce svými silami postavit několik kvantových počítačů na různé bázi. Mezi nimi je i projekt PhoQuant, který řeší konsorcium 14 členů vedené startupem Q.ANT. A co o tom víme? Projekt dostane 50 milionů EUR a trvat má 5 let. Jak napovídá akronym, jednat se má o fotonický kvantový procesor integrovaný na čip, který funguje i při pokojové teplotě (tohle tvrdí i jíní. Avšak na konci toho čipu jsou pak vývody k detektorům, které často už chlazené musí být). Jejich cíle jsou ambiciózní a chtějí dosáhnout ekvivalentu 100 qubitů do konce projektu a první prototyp by měl být za 2.5 roků.
Lidé ze startupů Quantum Machines, Alice&Bob a vědci z Max Plack Instituce dají hlavy dohromady v novém projektu ARTEMIS. ARTEMIS by měl být tříletý projekt a jeho cílem je vytvořit umělou inteligenci na bázi neurální sítě, která by v reálném čase dokázala optimálně řídit kvantový počítač a zároveň redukovat množství kvantových chyb. Výsledkem by měly být nové přístupy a modely v řízení kvantových počítačů.
QuiX je evropský vývojář fotonických kvantových procesorů a nyní přišel s novým modelem procesoru, který pracuje s téměř infračerveným světlem (900-970 nm). Jednou z výhod je, že tato vlnová délka se používá i v telekomunikacích a zdroj fotonů pro tuto vlnovou délku mohou být i kvantové tečky, které mohou být plně integrované na čipu. Dodejme, že většina fotonických kvantových procesorů funguje na vlnových délkách kolem 1550 nm. Výkon je ekvivalentní 12 qubitům.
Topologické qubity jsou svatým grálem kvantových počítačů, kterého se zatím nikomu nepodařilo dosáhnout. Vědci z německého Forschungszentrum Jülich se tomu však přiblížili. Představili hybridní qubit, kde k supravodivým qubitům přidali topologický materiál. Zatím se jedná spíše o takové laboratorní experimentování, kde cílem je testovat chování topologických materiálů.
Kvantový software a algoritmy
Microsoft v rámci svého kvantového programovací jazyka Q# nabízí i simulátor kvantového počítače. Dosud přístupný byl tzv. full state simulator, který simuluje celý stav vašeho kvantového systému. Problém je, že s počtem simulovaných qubitů roste exponenciálně i výpočetní náročnost. Reálně se však jedná o matici s 2N řádky a sloupci, kde N je počet qubitů. Avšak málokdy potřebujete propojit všechny qubity navzájem. Většinou se jedná o poměrně prázdnou matici, která má nejvíce nenulových hodnot kolem diagonály. Takové matice nazýváme řídké neboli sparse. A právě simulátor kvantového počítače s řídkými maticemi teď zpřístupnil i Microsoft. Tento algoritmus umožňuje pro jisté aplikace se dostat až na 100 qubitů. V režimu full state simulace jsme schopni simulovat něco málo přes 40 qubitů a to jen na superpočítačích.
Quantinuum ve spolupráci s TotalEnergies představili svou práci v oblasti využití kvantových počítačů v chemii. Pomocí kvantových počítačů studovali interakce molekul oxidu uhličitého a materiálu zvaného Metal-Organic Framework (MOF), který by mohl pomoci se zachytáváním uhlíku a tím pomoci bojovat proti klimatickým změnám.
PsiQuantum ve spolupráci s Mercedes-Benz publikovali analýzu, jak by na budoucích kvantových počítačích šly simulovat molekuly elektrolytu v Li-ion bateriích. A PsiQuantum má ambici takový kvantový počítač do 2030 postavit. Tak uvidíme.
Multiverse Computing ve spolupráci s Bank of Canada dokončili proof of concept, kde pomocí kvantových algoritmů modelovali komplexní ekonomické interakce v případě přijímaní kryptoměn jako běžnou metodu placení. Proof of concept demonstrovali na kvantovém annealeru od D-Wave.
Tohle je trochu starší, ale ti z vás, kteří aktivněji programují kvantové počítače najdou tento příspěvek vtipný a možná i poučný. Jak neprogramovat kvantové počítače.
Kvantová kryptografie
OpenSSH, jeden z nejrozšířenějších protokolů pro komunikaci přes internet, ve své verzi 9.0 nasazuje hybridní kvantově odolné kryptografické (PQC) schéma založené na kombinaci NTRU Prime a staršího X25519. Více detailů si můžete přečíst například zde. Nicméně jde o odvážný krok vývojářů a jde v podstatě o první nasazení PQC u aplikace s tak masivním využitím.
Kvantové technologie
Výzkumníci z Harvard University přišli s prvním, plně integrovaným vysoce výkonným laserem na čipu. Taková technologie bude mít spoustu aplikací v telekomunikace, integrované spektrometrii ale i kvantových sítí.
Kvantové události
Včera, 14. dubna proběhl světový kvantový den. A po celém světě byla spousta akcí. Něco online, něco v reálu. Já vím, příští rok se pokusím vám o tom napsat spíše předem než až po…
Kvantový byznys, investice a granty
IQM, asi největší vývojář a výrobce kvantových počítačů v Evropě uzavřel partnerství se dvěma Izraelskými univerzitami Hebrew University of Jerusalem a Bar-Ilan University. V rámci této spolupráce se univerzity dostanou ke kvantovým počítačům IQM, moci je testovat a vytvářet vlastní algoritmy a aplikace.
Po Finsku, USA podepsali další kvantovou spolupráci se Švédskem.
Kvantový byznys se vyznačuje tím, že spousta hráčů od hardware, přes software až po služby spolu spolupracují již v ranné fázi startupů. Částečné zmapování těchto vazeb jako ukázku najdete tady.
Spolupráci uzavřeli finský QuantrolOx a indický QpiAI. V rámci spolupráce by měli vytvořit i prototyp kvantového počítače pro Indii s 25 qubity (tzv. testbed).
Vynořil se tu nový startup Inside Turing, který založili profesor Seth Lloyd a doktorka Michele Reilly. Zde Seth Lloyd je obrovská persóna v kvantovém světě. Právě po něm je „L“ v názvu HHL algoritmu, který exponenciálně rychleji řeší lineární rovnice nebo je také autorem protokolu známého jako kvantová iluminace, jeden z kandidátů na případná kvantový radar, je otcem kvantové strojového učení a vlastně i původního návrhu kvantových počítačů jako takových. Jinak startup samotný chce vzít současné nebo v blízké budoucnosti nedokonalé kvantové počítače (tzv. NISQ) a AI a získat z nich něco užitečného s kvantovou výhodou už dnes.
Naše komunita se rozrůstá, neváhejte se připojit i vy!
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.