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

Kvantovky v česku

Kolem české národní kvantové strategie lze zaslechnout různé informace a ne vždy úplně pozitivní. Můj názorový článek o tom, co je to kvantová strategie, jaký je stav v ČR a jak by měla vypadat česká strategie najdete tady.

Kvantová mechanika

Čtivý úvod to duality vln a částic, tedy že v kvantovém světě se vše chová jako vlna a jako částice zároveň, najdete zde.

Kvantové počítače

Quantinuum se svým kvantovým procesorem dosáhlo dalšího milníku ve smyslu Quantum Volume a to hodnoty 2¹⁹, tedy 524 288 se svým modelem H1-1. Prakticky to znamená, že jsou schopni věrohodně provést hlubší výpočty (více kvantových operací) za použití více qubitů. Dále oznámili, že chyba kvantové dvouqubitové operace se dostala na 0.13%. Jejich cílem je tohle číslo zmenšovat faktorem 10 každý rok.

Moc krásný příspěvek „Falsehoods Programmers Believe About Quantum Technology„, tedy nepravdy o kvantových počítačích, kterým věří programátoři. Tady je pár vybraných: Všechny kryptografické algoritmy jsou lousknutelné Shorovým algoritmem – kvantové počítače jsou jedinou aplikovatelnou technologií ze všech kvantových technologií – Kvantové počítače by měly být chlazené ve vesmíru neboť už tam je zima – Kvantové počítače nahradí ty klasické – Kvantové počítače zničí blockchain včetně Bitcoinu a další – 8 qubitů daných dohromady je qubyte :-D a mnoho dalších.

Vědcům z University of Maryland se podařilo dosáhnout doby koherence u supravodivých fluxoniových qubitů 1.43 milisekund. To je desetkrát lepší než předešlý nejlepší čas. Jednoduše řečeno, čím delší doba koherence, tím více kvantových operací stihneme. Tohoto výsledku se podařilo dosáhnout hlavně optimalizací řízení qubitů.

Dále výzkumníci Lawrence Berkeley National Laboratory demonstrovali kvantové provázání (tzv. CNOT kvantovou operaci) na dvou supravodivých qutritech a to s vysokou fidelitou. Qutrit je podobný jako qubit, jen může nabývat tří hodnot místo je dvou a to včetně jejich superpozicí-kombinací v jeden moment.

Kvantové algoritmy a software

Vědci z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne si hrají s kvantovými neurálními sítěmi (QNN – Quantum Neural Networks) avšak ne pro nějaké klasické úkoly, ale tato QNN byla připravena pro učení se kvantové mechaniky. Zásadním výsledkem této práce zatím je, že pro danou QNN stačilo jen velmi málo příkladů a to ještě jednoduchých, aby pochopila komplexnost dynamiky kvantového provázání. U klasických neuronových sítí potřebujete naopak obvykle velké množství dat pro učení se.

Kvantová bezpečnost

Vědci z University of Vienna experimentálně demonstrovali bezpodmínečně bezpečný systém pro digitální platby, tedy například kreditní kartou. Základním předpokladem je, že banka pošle na klientovo koncové zařízení pár fotonů z nichž vzejde kvantově-bezpečný token – kryptogram, který následně funguje jako jednorázová kreditní karta. Tento kryptogram pak obchodník ověří u banky, což platbu dovrší. Zatím to zní spíše jako sci-fi, zvláště kvantová komunikace až do telefonu, ale jednou na to dojde.

SandboxAQ a Vodafone provedli test, tzv. proof-of-concept, VPN s kvantově odolným šifrování. Použity byly běžné chytré telefony se softwarovými úpravami, které následně podporovaly kvantově odolné šifrování (PQC), které se budou standardizovat v NIST.

Banka HSBC v Londýně začne testovat kvantovou distribuci klíče (QKD) za pomoci britského operátora BT, Amazonu a Toshiby. Tento testovací spoj propojí ředitelství v centru Londýna s centrálním datacentrem banky, které je vzdálené 62 km a tím zabezpečí jejich komunikaci na novou úroveň.

Kvantové technologie

To jsou pořád kvantové počítače a sítě. O senzorech toho moc není a při tom jsou nejblíže nasazení. Zde je pěkný článek, který čtivě téma kvantových senzorů přibližuje.

Výzkumníci z amerického NIST představili svůj nejnovější výtvor a to supravodivou kameru schopnou detekovat jednotlivé fotony s rozlišením 0.4 megapixlů (tedy 400 000 pixelů – detektorů). Jedná se o 400 krát větší zařízení než předchozí největší. Kamera extrémně citlivá (téměř jednotlivé fotony), velmi rychlá a pracující v oblasti viditelného, infračerveného a ultrafialového světla. Avšak protože je to supravodivé, je potřeba kryogenika na chlazení. Hlavní důvod, zlepšení, tedy schopnosti obsloužit tolik pixelů leží v nové vyčítací sběrnici, kterou v NIST vyvinuli.

Kvantový byznys, investice, granty

Nomad Atomic je australský startup, který se zaměřuje na kvantové senzory a právě získal investice za 12M australských dolarů. Jedním s produktů, na kterém pracují je kvantový gravimetr, který je docela malý, celé se to vejde do krabičky 20x20x30 cm – to je hodně pěkný zmenšení.

Německý startup Quantagonia oznámil uzavření svého seed investičního kola na hodnotě 4.3M EUR. Quantagonia kvantově softwarový startup, který vyvíjí svou hardwarově agnostickou hybridní platformu pro zatím primárně pro optimalizační problémy, simulace a úlohy ve strojovém učení. Součástí je i AI, které danou úlohu zanalyzuje, optimalizuje a různé části výpočtu pošle na kvantový počítač, CPU, GPU podle toho, kde je to nejvýhodnější. Navíc, máme zde i českou stopu, kde mezi investory je i český Tensor Ventures, pro který je to už druhá oznámená kvantová investice po QC82.

Startup Quside v rámci investiční série A získal přes 10M EUR. Quside pracuje s fotonikou a zatím mezi svými produkty má hlavně kvantové generátory náhodných čísel.