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

Kvantová fyzika

Vědci z Innsbruck University experimentálně ukázali spolehlivé kvantové provázání quditů. Qudit je zobecnění qubitu, který má dvě hodnoty, 0,1 a jejich superpozici. Qudit může těch hodnot mít více – teoreticky tu není limit kolik, jen jste limitováni laboratorní aparaturou a konkrétním fyzikálním systémem. Zde konkrétně použili ionty Kalcia, kde rozeznávali až 5 různých stavů. Tedy qubit s pěti stavy může mít i jejich superpozici, tzn. kombinaci dvou, tří, čtyř nebo všech pěti stavů najednou. A proč nás to zajímá? takový stav přirozeně obsahuje mnohem více informací v jenom. Tzn. když provádíme výpočet, teoreticky potřebujeme méně kvantových operací, což může být značná výhoda. Nicméně matematika za tím je trochu složitější, ale hlavně je to technologická výzva. Avšak právě kvantové provázání je důležitým krokem pro praktické použití quditů.

Kvantové počítače

Na poli „dovozu“ kvantových počítačů je velmi aktivní Španělsko, které má v plánu několik center. Nejnověji superpočítačové centrum CESGA v Galicii se dohodlo s Fujitsu na vybudování výzkumného centra. Zároveň CESGA oznámila, že bude instalovat kvantový supravodivý počítač od britského Oxford Quantum Circuits.

Vyšla studie, která studovala jak se mluví o kvantových technologií. Konkrétně šlo o výzkum primárně na základě TEDx přednášek právě na toto téma. Pár zajímavostí: téměř všichni mluví hlavně jen o kvantových počítačích; 30% přednášejících je z univerzit, ale také tam mluví až 16% speakerů, jejichž odbornost v oboru není známá. Zatímco experti spíše vysvětlují principy a mluví o rizicích, tak ne-experti mluví spíše o potenciálních benefitech kvantových počítačů.

Izraelská Bar-Ilan University a Quantum Research Center in Abu Dhabi ze Spojených arabských emirátů se spojili a vylepšili tzv. supravodivé flux qubity. Konkrétně se jim podařilo měnit frekvenci jednotlivých qubitů, aniž by zničili jejich koherenci a ztratili kvantovou informaci. To je klíčové zvláště pro jejich precizní řízení.

Fotonické kvantové počítače na bázi měření (measurement based quntum computing, MBQC), na kterém pracují například PsiQuantum nebo QC82, potřebují kromě jiného i přesný detektor, který je schopný rozpoznat jednotlivé fotony a spočítat je, tzv. photon-number-resolving (PNR) detektor. Ty současné nejlepší byly schopné takto rozlišit maximálně 16 fotonů. Nyní vědci z University of Virginia, Thomas Jefferson National Accelerator Facility a dalších se dokázali dostat na 35 fotonů a kombinací tří detektorů až na 100 fotonů, a to pomocí tzv. superconducting transition-edge sensor (TES) detektorů. To je významný posun. Právě hranice rozpoznání 50 fotonů je považována za hranici, kdy by kvantové počítání na takovém fotonickém kvantovém procesoru mohlo být začít zajímavé. Konkrétně s 50-qubity můžete realizovat tzv. „kvadratickou bránu“ a získat tak set všech potřebných kvantových bran pro univerzální kvantové počítání na MBQC.

Light Trace Photonics je britský startup pracující na fotonických čipech, který nyní dostal grant na vývoj integrovaných fotonických čipů pro výuku. Má se jednat o fotonickou analogii k např. minipočítačům Raspberry Pi (i když asi ne v ceně) a cílem je dostat více talentů a inženýrů do oblasti fotoniky a to tím, že se fotonické čipy dostanou k nim.

Australské Pawsey Super Computing Centre instalovalo a poprvé vyzkoušelo kvantový počítač na bázi NV center od Quantum Brilliance. Opět jde primárně o demonstraci hybridního přístupu, kdy se část výpočtu počítá na klasickém a část na kvantovém počítači. Navíc tady je výhoda, že tento kvantový počítač pracuje při pokojové teplotě, takže jim tam místo nezabírá žádná masivní kryogenika.

Startup SEEQC ve své italské laboratoři poprvé představil a demonstroval svůj první full-stack kvantový počítač SEEQC System Red. Pojmem full-stack je zde myšleno, že SEEQC použil kompletně svůj proprietární software, hardware, firmware a cloud. Strategie SEEQC není se honit za co nejvíce qubity, ale za naopak, za co jejich nejdelší výdrž a fidelitu a rychlost kvantových operací. Samotný kvantový počítač je na bázi supravodivých qubitů avšak s řídicí elektronikou uvnitř kryogeniky. V tiskovém prohlášení zmiňují spoustu parametrů, ale ne počet qubitů.

Kvantový software a algoritmy

Na blogu Qiskit vyšel příspěvek o Qiskit Primitives, tedy nejmenších nebo nejjednodušších výpočetních blocích či funkcí, které Qiskit nabízí.

Kvantové sítě

Švédsko spouští svůj projekt národní kvantové sítě National Quantum Communication Infrastructure in Sweden (NQCIS). Na projekt je zatím vyčleněno 8.8M EUR po dobu 30 měsíců. Cílem projektu, není jen vytvoření a testování sítě pro QKD, ale i vytvoření národní komunity. Již nyní je konsorcium vedené KTH Royal Institute of Technology ale mezi členy je i několik univerzit ale i podniky a startupy jako Ericsson, Quantum Scopes nebo quCertify. Projekt je pak součástí evropského projektu EuroQCI a částečně i z tohoto titulu financován.

Kvantová bezpečnost

QuSecure začalo spolupracovat s IBM hlavně s ohledem na platformu Red Hat, kde všechny platformy Red Hat, jako Red Hat Enterprise Linux, Red Hat OpenShift a Red Hat Ansible Automation Platform, budou podporovat PQC řešení právě od QuSecure.

Kvantový byznys, investice, granty

Britský Riverlane uzavřel investiční sérii B v celkové hodnotě 18.7M USD. Riverlane pracuje na kvantových algoritmech a software.

V čínském Hong Kongu se objevil nový startup QUANTier, který je spin-off z Hong Kong University of Science and Technology. QUANTier se zabývá vývojem kvantových procesorů na bázi neutrálních atomů a chlubí se unikátním laserovým systémem, která drží a řídí neutrální atomy. A to celé za pokojových teplot. Bohužel více detailů zatím není známo.

USA a Jížní Korea podepsali memorandum o spolupráci v kvantové oblasti.

Americký IonQ oznámil spolupráci s Quantum Research Center – Technology Innovation Institute (QRC-TII) ve Spojených arabských emirátech. Je zřejmé, že bohaté blízkovýchodní arabské země se začínají na kvantové počítače čím dál více zaměřovat.