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

Kvantové počítače

Čas od času tu zmiňuji kvantové annealery (česky by se to dalo přeložit jako žíhač). Jedná se o kvantový stroj na principu (nedokonalého) adiabatického děje, ale na kvantové úrovni. Zatím tu není opravdu přesvědčivý důkaz, že by kvantové annealery měly být lepší než optimalizace spočítané na superpočítači. Ale co se zatím jeví jednoznačněji je, že digitální annealery jsou zatím lepší než ty kvantové. Digitální annealer je vlastně klasický čip inspirovaný tím kvantovým. Jedním z tahounů je Fujitsu a to právě publikovalo příspěvek, kde to docela pěkně popisují.

Zde najdete pěknou analýzu současného stavu trhu s kvantovými počítači „on-premise“, tedy ty které si zákazníci koupili k sobě „domu“. # Celkem již zde proběhlo 49 takových nákupů a z pohledu finanční hodnoty dominuje IBM s 32%. # Nejčastější typ zákazníků jsou HPC centra a národní/federální R&D centra. # Nejvíce dominující jsou supravodivé qubity, které mají téměř polovinu trhu. # A nejvíce instalací je v Evropě.

Výzkumný tým z MIT a MITRE předvedl novou modulární a škálovatelnou hardwarovou architekturu pro kvantové počítače, nazvanou „quantum-system-on-chip“ (QSoC). Tato platforma umožňuje integraci tisíců vzájemně propojených qubitů na přizpůsobeném integrovaném obvodu. Architektura QSoC umožňuje přesné ladění a ovládání hustého pole qubitů a byla navržena tak, aby podporovala škálovatelnost a spojení více čipů pomocí optické sítě pro vytvoření rozsáhlé kvantové komunikační sítě. Jako qubity používaní NV centra v diamantech a celému tomu předcházel delší a intenzivní výzkum na vylepšování CMOS technologie, která podporuje i qubity.

Kvantový software a algoritmy

OVHcloud je již poměrně velký (v rámci Evropy) cloudový poskytovatel, který poskytuje přístup i ke kvantovým počítačům např. od Alice & Bob, C12, Eviden, Pasqal a Quandely. Kromě toho podporuje i simulace a v rámci toho právě přidal i podporu pro Qiskit.

QAOA je jeden z těch starších hybridních kvantových optimalizačních algoritmů. Nejdříve se věřilo, že může poskytnout až kvadratické zrychlení proti nejlepším klasickým algoritmům. Pak šikovní výzkumníci přišli s klasickou verzí QAOA, která se tou kvantovou inspirovala a jaksi kvantová výhoda zmizela. Nyní, v novém výzkumu ukázal tým z JPMorgan Chase a Argonne National Laboratory teoretické zrychlení QAOA. Tento algoritmus, aplikovaný na problém nízké autokorelace binárních sekvencí, vykazuje lepší škálovatelnost ve srovnání s klasickými metodami.

Kvantová bezpečnost

Už i společnost Meta začíná přecházet na post-kvantové šifrování (PQC). Zatím to ještě není nasazené (zatím jen pro interní systémy), ale publikovali poměrně obsáhlý příspěvek, kde popisují svůj přístup. Jejich přístup je hybridní – toto není standardizovaná cesta, ale podobná jako u Apple, Signal, Google. Nicméně základem je PQC Kyber768 podobně jako u ostatních.

Kvantové technologie

A teď trochu sebepropagace. Vyšel mi druhý článek (ze tří), který připravuji ve spolupráci s NATO Joint Air Power Cimpoetence Center (JAPCC) na téma využití kvantových technologií pro vzdušné a vesmírné síly. První článek byl obecný úvod. V druhém však jdeme hlouběji a na základě interview s jednotlivými vojenskými experty jsme identifikovali konkrétní kvantové technologie, které mohou mít realistické vojenské využití v poměrně krátké době, řekněme do 2030. Druhý článek, která právě vyšel se zaměřuje na radiofrekvenční (RF) doménu a možnosti kvantových vylepšení radarů, komunikačních systémů a systémů pro elektronický boj.

Kvantový byznys, investice a politika

Indie spouští National Quantum Mission v rámci bude investovat $726 milionů do své kvantové budoucnosti.

Německo a USA rozšiřují spolupráci v oblasti kvantové informatiky.

Nizozemský Q*Birds, který pracuje na svém MDI-QKD (protokol pro distribuci klíče, který je nezávislý na přijímači) získal €2.5 milionů na další rozvoj.

V rámci francouzské podpory kvantových technologií France 2030 vzniklo poměrně velké silné konsorcium Hyperform zahrnující silné hráče v kyberbezpečnosti (IDEMIA Secure Transactions, CryptoNext, Atempo, Prim’X,  Synacktiv, CEA Leti,  INRIA a ANSSI) které se zaměří na post-kvantové řešení (PQC).

Americký startup Quantum Circuits získal v investiční sérii B $26.5 milionů. Celkově nasbírali již $84 a pracují na supravodivém modulárním kvantovém procesoru.

IQM, jeden z největších evropských hráčů na poli kvantových počítačů, se nyní rozrůstá i k naším sousedům do Polska. Nutno podotknout, že v Polsku již mají skutečný kvantový ekosystém obsahující startupy a další (neakademické) hráče.

Singapur oznámil investice za $222 milionů do své kvantové strategie na příštích 5 let. Singapur je malý, ale v kvantovým světě velmi silný hráč. Mají startupy pracující na kvantových satelitech, kvantových sítích, kvantovém software i procesorech. A to nemluvě o špičkových akademických institucích a univerzitách.