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

Kvantové počítače

Rigetti Computing představilo nový proces výroby čipů pro kvantové procesorové jednotky (QPUs), který zlepšuje škálovatelnost a výkon těchto zařízení. Tento proces zahrnuje pokročilé techniky pro vytváření supravodivých obvodů s vyšší hustotou a sníženou chybovostí. Nová výrobní technologie umožňuje lepší kontrolu nad koherencí qubitů a hlavně umožňuje vyladit qubity (Josephsonovy můstky) ještě před zapouzdřením za pomoci tzv. Alternating-Bias Assisted Annealing (ABAA) metody.

Startup Diraq demonstroval fidelitu dvou-qubitove operace 99%. To je velmi vzrušující je, že je to na křemíkové (SiMOS) platformě, tedy qubity z kvantových teček. Navíc kvantové tečky jako qubity jsou ještě relativně dost mladé v porovnání se supravodivými qubity nebo s uvězněnými ionty.

Vědci z Hong Kong Polytechnic University postavili svůj fotonický integrovaný čip s 16 qubity. V tomto případě se nejedná o univerzální procesor jako spíše o kvantový simulátor, který v tomto případě se zaměřuje na simulace velkých a komplexních molekul a jejich vlastností jakou jsou vibrační spektra. Jak vidíme na obrázku v úvodu, jedná se o čip s programovatelným interferometrem (Unitary matrix). Avšak na čipu probíhají jen výpočty, nebo kvantové operace chcete-li. Změření qubitů pak probíhá mimo čip na SNSPD detektorech, které musí být kryogenicky chlazené.

Kvantový software

Qiskit je ve verzi 1.2. Hlavní změnami jsou vylepšení výkonu, generování obvodů v Rustu pro mnohem lepší zrychlení, vylepšení transpilace a další. Důležité je, že v1.2 je poslední, která podporuje Python 3.8. v1.3 už bude podporovat jen Python 3.9 a vyšší.

Kvantová bezpečnost

Pěkné shrnutí o Google a post-kvantovém šifrování. Začali jej testovat v 2016, nyní je PQC možné použít v Chromu (TLS3, QUIC) a je používáno na serverech Google.

Tak, v US mají první standardy na PQC. Avšak v Číně je PQC jen část řešení. Tam dost dají i na kvantovou distribuci klíče (QKD). A Indie následuje Čínu. Pěkné shrnují najdete zde.

Německo dostalo na oběžnou dráhu svůj QUBE 3U CubeSat satelit. Jedná se o miniaturní satelit (1U = 10x10x10cm), který má na palubě několik zajímavých „hraček“. Tou hlavní zajímavou pro nás je QKD systém následně doplněný o kvantový generátor náhodných čísel. Z technického hlediska QKD je v tzv. downlink režimu, tedy kvantový signál je posílám na Zem. Z hlediska QKD protokolů používá time-bin BB84 nebo umí i CV-QKD protokol. Velice pěkný úspěch.

Mladý startup QuDef z Nizozemska spustil první kvantovou Cyber Threat Intelligence (CTI) platformu zvanou Open Access SQOUT. Jedná se o podobnou platformu jakou je MITRE ATT&CK, která obsahuje databázi možných technik útoků na kvantovou komunikaci a možná protiopatření. Zde se pyšně hlásím, že jsem spoluzakladatelem QuDef a hlavním autorem této platformy SQOUT. Zde spuštěná Open Access verze je jen malý zlomek toho, co obsahuje plná platforma. Cílem zde je pak nabízet služby typu analýza a hodnocení rizik pro systémy integrující kvantové technologie, hlavně kvantové komunikace jako je QKD. Open Access SQOUT je dostupný na https://sqout.qudef.com/.

Kvantové technologie

Posledních pár let s tím, jak roste kvantová informatika, tak roste zájem i o výzkum, zda se neuplatní i v tom, jak funguje mozek ať už na kognitivní bázi, nebo rovnou na, řekněme, mechanické, jako v tomto výzkumu, kde výzkumníci zkoumají, jak fotonová provázanost může hrát roli při rychlém zpracování informací v mozku a vědomí. Tato studie navrhuje, že provázané fotony by mohly být zapojeny do mechanismů, které umožňují rychlou synchronizaci neuronů, což je klíčové pro vědomé myšlení. Tento objev by mohl posunout naše chápání kvantových procesů v mozku a jejich roli ve vědomí. Nicméně vědci jsou rozpolceni. Druhá půlka si myslí, že v mozku nelze spolehlivě udržet „kvantová data“.