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

Kvantové počítače

Kdy tady budou užitečné kvantové počítače? To je otázka za milion. Zatímco v předchozích týdnech jsem přinášel spíše negativní zprávy, tak dnes se podíváme na názor GQI (Global Quantum Intelligence). Tam očekávají, že první FTQC (fault tolerant quantum computers, tedy ty, které si umí poradit s kvantovými chybami) by tu mohly být již před rokem 2030, které budou mít řádově kolem 100 logických qubitů a budou schopny milionů až miliard kvantových operací (což zdaleka ještě nestačí na louskání šifrování, ale už to může být zajímavé pro ostatní komerční aplikace). Avšak, pokud platí novinka z minulého týdne o limitech korekčních mechanismů, tak jejich odhad asi nebude úplně přesný.

A v tématu korekce kvantových chyb zůstaneme. Společnost IonQ vyvinula techniku částečné korekce kvantových chyb nazvanou Clifford Noise Reduction (CliNR), která je výrazně efektivnější než tradiční metody. Tato metoda snižuje šum v Cliffordových branách s pouze třetinovým zvýšením počtu qubitů, na rozdíl od jiných technik, které vyžadují mnohem více zdrojů. Technika CliNR zlepšuje přesnost kvantových výpočtů a bude začleněna do připravovaného systému IonQ Tempo

Pěkný článek od Německého startupu Q.ANT na téma „Jak postavit fotonický kvantový počítač“. Jedná se vlastně i o popis, jak k tomu přistupují v rámci projektu PhoQuant, což je Německý národní program na vývoj vlastního fotonického kvantového počítače.

QuEra, která pracuje na kvantových počítačích z neutrálních atomů, tak provedla průzkum mezi kvantovými akademicky, vědci a profesionály, více jak 900 – to už je docela vypovídající. Zde jsou nějaké výsledky: 51% věří, že kvantové počítače se vyvíjejí rychleji, než se čekalo. # 40% věří, že kvantové počítače se dosáhnou kvantové výhody pro nějakou relevantní úlohu během následujících pěti let. # 82% amerických účastníků si myslí, že USA v tomto kvantovém závodě je v dobré pozici. V případě evropských účastníků o pozici Evropy je přesvědčeno jen 42%. Trochu sebevědomější jsou z Francie s 67% a UK s 57%. # Fun fact: z ČR to vyplnili dva lidé (a já to nejsem, já to vyplňoval v rámci svých aktivit mimo ČR)

Kvantové algoritmy a software

Nová verze CUDA-Q v0.8 je venku. Nová verze přináší hlavně zrychlení simulací.

Kvantové sítě

Fyzici z Leibniz University Hannover vyvinuli nový koncept vysílače-přijímače pro přenos provázaných fotonů přes optická vlákna, což by mohlo umožnit propojení klasického a kvantového internetu. Tento objev využívá vysokorychlostní elektrický signál ke změně barvy laserového pulsu tak, aby odpovídal barvě provázaných fotonů, což umožňuje jejich společný přenos v jednom optickém vlákně. Tento přístup zachovává provázanost fotonů a umožňuje oddělení signálů po přenosu, čímž kombinuje obě technologie bez vzájemného rušení.

Singapurský Singtel spustil první celostátní kvantově bezpečnou síť v jihovýchodní Asii (NQSN+), která je připravena na testování pro podnikové zákazníky. Tato síť je navržena tak, aby odolala hrozbám kvantových počítačů, které mohou prolomit tradiční šifrování. Síť kombinuje technologie pro kvantové klíčové distribuce (QKD) a post-kvantové kryptografie (PQC), čímž poskytuje zvýšenou úroveň bezpečnosti pro kritické datové přenosy. Tento krok představuje významný pokrok v zabezpečení digitální infrastruktury pro podniky v regionu.

Kvantové technologie

Výzkumníci německého Forschungszentrum Jülich a korejského IBS Center for Quantum Nanoscience vyvinuli kvantový senzor schopný detekovat magnetická pole na atomární úrovni, což by mohlo vést k nástrojům podobným MRI pro kvantové materiály. Tento senzor využívá jedinou molekulu připojenou k hrotu skenovacího tunelového mikroskopu. Senzor dosahuje prostorového rozlišení na úrovni desetiny angströmu, umožňující detekci změn v magnetických a elektrických polích s bezprecedentní přesností.

Kvantový byznys, investice a politika

Rotonium, italský startup, získal 1 milion EUR v rámci seed investice na pokrok v kvantových počítačích. Tato investice urychlí vývoj silikonových fotonických komponent, což umožní vytvoření komerčního kvantového fotonického procesoru. Rotonium se zaměřuje na decentralizaci kvantových výpočtů pomocí technologie single-photon qudit (tzn. používají více než jen 2 dimenze), která umožňuje provozování všech komponent při pokojové teplotě a miniaturizaci kvantových počítačů, čímž se připravují pro nasazení v různých prostředích, včetně vesmíru, na který cílí.

Senátoři Dick Durbin a Steve Daines představili návrh zákona na autorizaci 2,5 miliardy dolarů na výzkum a vývoj kvantových technologií prostřednictvím Ministerstva energetiky USA (DOE). Tento zákon, nazvaný DOE Quantum Leadership Act of 2024, by měl posílit projekty výzkumu a vývoje kvantových technologií v DOE v následujících pěti letech. Financování výrazně přesahuje 625 milionů dolarů přidělených v již expirovaném National Quantum Initiative Act z roku 2018. Cílem je udržet Spojené státy na špici v oblasti kvantových technologií.

Z tohohle by si naše česká kvantová elita měla vzít příklad. Slovinsko a konkrétně Jožef Stefan Institute získalo z EU fondů 5.7 milionů EUR (z COFUND projektů) na vznik Slovenian Quantum Science Hub (SQUASH), který má mít hodnotu 12 milionů EUR, tedy svoje přihodí i Slovinská vláda. Celý projekt má celkem 43 partnerů a to včetně Slovinského komerčního a průmyslového sektoru. Na rozdíl od ČR, ve Slovinsku mají jeden kvantový startup Atom Quantum Labs, který pracuje na kvantovém počítači na bázi neutrálních atomů. Jinak cílem je vytvořit špičkové inovativní odborníky v oblasti kvantového výzkumu a technologií a k tomu má i pomoci 40 postdoků ze zahraničí.

Typické kvantové pozice a průměrný plat. No, i když je to postavené převážně na datech mimo EU, hlavně USA. Pak se není čemu divit, že mnozí za lepším stále jdou do USA.

Americký Riverlane získal 75 milionů USD v rámci Series C financování na podporu své technologie kvantových korekcí chyb. Tento fond povede k rozšíření operací společnosti a cílem je dosáhnout jednoho milionu bezchybných kvantových operací do roku 2026.

Zatímco český kvantový počítač je téměř před podpisem, v Itálii teprve vyhlašují tendr. Nový kvantový počítač EuroQCS-Italy, který bude integrován do systému Leonardo v italské Boloni. Tento kvantový počítač bude buď kvantový počítač nebo simulátor založený na neutrálních atomech a měl by poskytnout alespoň 50 fyzických qubitů v digitálním režimu nebo 140 qubitů v analogovém režimu.

LightSolver, velký konkurent všem kvantovým počítačům z Izraele, se dostal do EIC Accelerator programu za 12.5 milionů EUR. LightSolver pracuje na laserových čipech LPU (Laser Processing Unit). Ten pracuje klasicky, ale místo elektronů používá laser a je ďábelsky rychlý.