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

Obrázek týdne: vizualizace T centra v křemíku. Kredit: Simon Fraser University

Kvantová fyzika

Vědci z Simon Fraser University udělali zásadní krok k křemíkovým spinovým qubitům pro velké škály. Jedna věc je postavit kvantový procesor na bázi libovolného typu qubitů. Ale dnes už víme, že pravděpodobně nepostavíme jeden velký procesor, ale půjde spíše o jednotlivá jádra, která budou propojena. A to propojení je výzva. Spoj samotný je v drtivě většině uvažován pomocí fotonů, jako běžně uvažovaná kvantová síť. Problém je napojení fotonu na pevné qubity v procesoru a naopak. Zde vědci poprvé izolovali a proměřili tzv. „T centrum“ v křemíku, které představuje spinovo-fotonický qubit. T centra jsou luminiscenční defekty v křemíku, které právě mohou nabídnout propojení fotonů a křemíkových spinových qubitů. Navíc tyto T centra pracují na vlnových délkách typických pro telekomunikační optické sítě. Tento objev dělá ze spinových qubitů opravdu horkého kandidáta na vítěze v tomto pomyslném závodě o nejlepší kvantový procesor.

Kvantové počítače

Mám tu další obecnější pojednání o současném stavu kvantových počítačů. A další pak ještě detailnější od Fact Based Insight. Když vše půjde dobře, za 2-3 roky by tu mohly být první malé komerční aplikace. Do té doby by tu mohlo být stagnující období, kde někteří budou zklamání z nenaplněného hypu.

NVIDIA představila svou novou platformu Quantum Optimized Device Architecture (QODA). QODA je otevřené unifikované prostředí určené pro vývoj pro současné nejvýkonnější klasické i kvantové počítače. Jinak řečeno, tato platforma vám pomůže programovat univerzálně, ať už pro kvantové, grafické nebo klasické procesory. Zároveň NVIDIA oznámila spolupráci s předními kvantovými hráči jako IQM, QUantinuum, Xanadu, Pasqal a dalšími. V porovnání s dřívějším produktem cuQuantum, který se zaměřuje jen na kvantové procesory, QODA je opravdu o nativním hybridním programování. Což dává smysl, většina kvantových algoritmů budou jen jednou součástí klasických výpočtů, tedy celkového hybridního řešení.

Kvantové sítě a kryptografie

Vznikají další testovací kvantové sítě. Jedna v Quebecu, Kanadě pod vedením neziskové organizace Numana a Bell Canada, účastnit se bude i IDQuantique. Síť má fungovat jako katalyzátor pro technologický vývoj v oboru. Další síť vzniká v Nizozemí pod vedením QuTech, Eurofiber a Juniper Networks. Síť propojí několik datacenter a hlavním cílem je testovat tzv. MDI-QKD protokol, tedy QKD bezpečně běžící i na nevěrohodných nodech. Pokud se to osvědčí, výsledky mohou být aplikované do větší národní kvantové sítě Nizozemska.

Výzkumníci z Universität München a Saarland University dosáhli rekordního propojení dvou kvantových pamětí na bázi atomů propojených telekomunikačním optickým kabelem na vzdálenost 33 km. V tomto experimentu na jedné straně měli uvězněné atomy, které byly excitovány laserovým pulsem. Ty vzápětí deexcitovaly do základního stavu s vyzářením fotonu. Zde již spin atomu a fotonu jsou korelovány, tedy kvantově provázány. Problém je, že tyto fotony jsou kolem viditelné až infračervené vlnové délky. To je problém pro jejich cestu standardním telekomunikačním optickým kabelem. Obvykle jsou ztraceny po pár kilometrech. V tomto případě vědci překonvertovali původní fotony z 780 nm na 1 517 nm, které se blížá standardní vlnové délce 1 550 nm používaných pro telekomunikační optická vlákna. To zásadně pomohlo dosáhnout větších vzdáleností.

Kvantový byznys, investice, granty

Indický BosonQ Psi (BQP) v rámci investičního pre-seed kola získali půl milionu USD. BQP pracuje na průmyslových simulačním software pro kvantové počítače, kde zvláště simulace na bázi řešení diferenciálních rovnic by mohly na kvantových počítačích mít výhodu.

Finský Algorithmiq začal spolupracovat z medicínskými vědeckými centry v USA na tzv. quantum network medicine. Pojem network medicine neboli síťová medicína je vědní oblast, která se zaměřuje na použití topologie sítě a dynamika sítě směrem k identifikaci nemocí a vývoji léků. V tomto případě chtějí zkusit využít kvantové algoritmy.

Quantinuum uzavřelo spolupráci s JSR Corporation pro použití kvantových počítačů v oblasti výzkumu polovodičů.