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

Kvantovky v Česku

Vědci z Univerzity Palackého publikovali společně s kolegy z Tokia v Nature Communication výsledky experimentu, kde demonstrovali novu technologii pro flexibilní nelineární manipulaci se světlem. To může být zvláště zajímavé pro fotonické kvantové počítače. Více si můžete o tom přečíst v českém jazyce zde. Dobrá práce!

Hodně zajímavý článek ohledně IBM v ČR a jeho mimo jiné i kvantových aktivit vyšel na E15. Cituji: IBM podle informací E15 i proto aktivně lobbuje, a zejména s ČVUT spolupracuje na tvorbě národní kvantové strategie. „Cílem firmy je, aby se české instituce zapojily do sítě IBM Quantum a od IBM odebíraly kvantové služby,“ nastínil zdroj. Zástupci IBM a ČVUT doprovázeli ministryni pro vědu Helenu Langšádlovou (TOP 09) a vicepremiéra Ivana Bartoše (Piráti) do USA, Japonska a do Jižní Koreje, kde se kvantové počítače také řešily. Další zajímavost je, že Česká spořitelna v rámci Erste group už tu má 4 lidi, kteří se zabývají využitím kvantových počítačů. Je super vidět, že i větší společnosti v ČR začínají kvantový svět oťukávat.

Kvantové počítače

V půlce června jsem psal o tom, že IBM oznámilo první opravdovou kvantovou výhodu. Ale také jsem psal, že bychom měli počkat s otevíráním šampaňského. A vskutku, zvláště na Twitteru byla bouřlivá diskuse a již se objevilo několik preprintů vyvracející tvrzení od IBM. Jeden příklad „sporem“. V následujícím článku vědci za pomocí tensorové sítě emulovali kvantový procesor Eagle od IBM a provedli stejný výpočet, kde IBM vyhlásilo svou kvantovou výhodu. No a světe div se, dosáhli lepších výsledků než skutečná kvantový procesor Eagle. Tedy žádná skutečná kvantová výhoda. Na druhou stanu, není to k zahození, je to další malý dětský krůček ke skutečné výhodě.

Podobně minulý týden Google ohlásil kvantovou výhodu u výpočtu a tvrdil, že klasický počítač by potřeboval 47 let. Kdyžto Google na 70 qubitech potřeboval jen pár okamžiků. Na rozdíl od IBM tato úloha není nijak praktická, takže bychom ani neměli používat pojem kvantová výhoda. Opět jde o malé dětské krůčku, které ale jsou také důležité.

Španělsko dokončilo první fázi instalace svého prvního národního kvantového počítače. Projekt je realizovaný konsorciem Qilimanjaro-GMV a první kvantový počítač je umístěný v Barceloně. Samotný kvantový čip byl vyroben startupem QuantWare a má 5 qubitů. Ten je nyní již i dostupný přes cloud španělským výzkumníkům. Celkem by toto kvantové centrum mělo hostit sedm kvantových počítačů s tím, že poslední v roce 2025 by měl mít 30 qubitů. Kvantové počítače pak budou úzce propojené s MareNostrum 5 superpočítačem pro účel hybridních výpočtů.

Quantinuum oznámilo první chemické simulace na kvantovém počítači za využití logických qubitů. Konkrétně simulovali molekulu vodíku H2 a spočítali jeho základní stav. Logické qubity obecně zvyšují fidelitu kvantových operací i koherenci. Zde kvantový obvod měl 960 dvou-qubitových bran – to je obrovské množství na současných strojích. Dalším z triků, jak ušetří kvantové zdroje je detekce kvantové chyby. V takovém případě se vypočet zahodí a začne znova (většinou musí doběhnout celý kvantový obvod, pokud zde nejsou měření uprostřed obvodu). Pro tuto simulaci byl využit procesor H1-1.

Gero je inovativní startup, která používá AI pro objevování nových molekul pro farmacii. A nyní publikovali článek ohledně možného využití hybridních kvantově-klasických výpočtů. Ale postupně. Léčivé přípravky většinou mají jednu účinnou složku, jednu molekulu. Jenomže možných kombinací různých molekul je nepředstavitelné množství. A jen zlomek z nich by šlo použít pro léčbu. Tento zlomek je odhadován na 10²³ až 10⁶⁰ molekul (do současnosti jich bylo syntetizováno jen okolo 10⁸). Takže je potřeba prohledat obrovský prostor různých molekul. To se samozřejmě nedělá brutální silou, ale poslední roky se na to úspěšně využívá generativní AI. Dále v ideálním případě pro každou molekulu chcete provést kvantový výpočet, které vám dá vlastnosti molekuly a pak klasická interakce dané molekuly s živým organismem. V tomto případě výzkumníci připravili generativní hybridní AI pro hledání vhodných kandidátů na hlubší výzkum, kde použili kvantový annealer. Po tréninku jim hybridní AI vrátilo 2331 nových molekul, které by potencionálně mohly být léčivé, takže bychom se na ně měli zaměřit do hloubky. Navíc, z tohoto množství nových molekul jen méně než 1% je podobných molekulám použitých pro trénink. To znamená, že toto hybridní AI je velmi inovativní. Závěrem nejde o ukázku kvantové výhody, jako spíše o demonstraci obrovského potenciálu pro farmaceutický a chemický průmysl.

Kvantová komunikace a sítě

Amazon/AWS publikovali článek, kde rozebírají, na čem všem pracují v oblasti kvantových komunikací. AWS Center for Quantum Networking je jedním ze čtyř oddělení, které se kvantovými technologiemi zabývají. Jedním z projektu, na kterém pracují je kvantová paměť, což je kritická součást kvantových opakovačů pro delší dosah kvantových sítí. Na toto téma zde najdete i pěkný rozhovor.

Kvantová bezpečnost

Startup v oboru kvantově odolného šifrování, 01 Communique, uzavřel partnerství s Keyfactor, kde cílem je nabízet kvantově odolné řešení s X.509 certifikátem. Ohledně X.509 viz wiki.

Kvantový byznys, investice, granty

Partnerství uzavřely startupy Alice and Bob a Eviden (součást Atosu). Jedná se k klasickou spolupráci hardwarového hráče (Alice and Bob, tzv. cat qubity) a softwarového (Eviden, platforma QaptivaTM pro kvantový vývoj). Eviden také podepsal spolupráci s HPCNow pro oblast výpočtů na superpočítačích (HPC) a kvantových simulací.

QuTech (TU Delft a TNO) a Intel spolu prodloužili spolupráci v oblasti kvantových počítačů. Tato spolupráce je velmi plodná a jeden z produktů je kryogenický čip, který může řídit supravodivé qubity zevnitř kryogenického mrazáku.

Startup Quobly (bývalý Siquance) získal seed investici 19M EUR. Jedná se o francouzský startup, který vyvíjí kvantový procesor využívající spinových qubitů na bázi křemíku.