Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.
Kvantové počítače
Světové obchodní fórum (World Economic Forum) vydalo obsáhlejší report ohledně kvantových počítačů. Je to pěkně napsané i s názornou grafikou a zajímavými čísly, vhodné hlavně pro lidi mimo obor kvantových počítačů. Najdete základní vysvětlení o co jde, jaké jsou potenciální výhody, jaký je současný stav i informace kolem regulací, standardizace nebo kvantového vzdělávání a tréninku.
Už je to více jak rok, co jsem tady psal, že IBM plánuje postavit největší kryogenický mrazák na světě. A nyní IBM ohlásilo, že jej již postavilo a vyzkoušelo. Tento nový mrazák nabízí 1.7 kubických metrů pro experimenty (dnešní největší nabízí zhruba 0.4 až 0.7 kubických metrů). A velký mrazák potřebujete, abyste mohli uchladit tisíce qubitů v rámci jedné mrazničky. V tomto smyslu, supravodivé kvantové procesory jsou poměrně velké (plošně) a to včetně potřebné kabeláže. Poznamenejme, že kryogenický mrazák chladí postupně přes několik stupňů od shora dolů, kde dole dosahuje teplot okolo 25 mili Kelvinů, tedy téměř absolutní nuly. Nízkých teplot je dosaženo pomocí Helia.
Poslední dobou se objevuje více pesimističtějších článků o tom, že kvantové počítače jsou spíše bublina, která nemá, zatím, komerční význam. Pěkný shrnutí najdete třeba tady. Za mě ano, kvantové počítače jsou zatím jenom hračky vědců, které zatím nenabízejí žádnou výhodu a tento stav ještě chvíli potrvá. Dříve budou komerčně relevantní kvantové senzory, pak kvantové sítě a až pak – ty nejvíce hypované – kvantové počítače.
Evropský startup Pasqal oznámil úspěch v dalším vývoji svých kvantových procesorů na bázi neutrálních atomů kde dokázali řídit a operovat s 324 atomy. Již na konci června Pasqal oznámil, že se mu pomocí optické pinzety podařilo uvěznit 350 atomů, nyní je již schopen je používat i pro výpočty. Dodejme, že se nejedná o univerzální kvantový procesor, ale kvantový simulátor, více jsem popisoval zde.
Toshiba ukázala simulace nového návrhu supravodivých qubitů. Konkrétně značně vylepšili tzv. coupler, což je řiditelná součástka, která je zodpovědná za interakci mezi dvěma qubity. A i jen tato část supravodivých obvodů má různé problémy jako že nedokáže na 100% zastavit tzv. cross talk, tedy, že dva qubity interagují, i když by neměli, nebo dokáže spojit jen dva qubity na podobné frekvenci. Všechny tyto nedostatky značně zlepšuje právě návrh od Toshiby. Simulace vypadají slibně, rychlé a s větší fidelitou.
Vědci z Japonska, Irska a Austrálie publikovali vylepšený způsob, jak opravovat kvantové chyby. Zatím, jednoduše řečeno, princip je, že kvantově provážeme několik pomocných qubitů (syndrome qubits) s tím, který nese kvantovou informaci a ty pak měříme (syndrome measurement). Pokud indikujeme chybu, tak ji opravíme. Problém je, že takováto zpětnovazebná smyčka je docela pomalá. Zde vědci přišli se zlepšením za pomocí tzv. kontinuálního měření pomocných qubitů, které je rychlejší a i efektivnější. Metoda se nazývá measurement-based estimator scheme for continuous quantum error correction (MBE-CQEC)
Kvantové sítě
Na University of Oxford vědci poprvé demonstrovali kvantovou síť, která propojila atomové optické hodiny a kvantově je provázala. Běžně má každé kvantové zařízení limitovanou přesnost danou tzv. standardní kvantovou limitou. Nicméně pomocí kvantového provázání lze teoreticky dosáhnout až fundamentální Heisenbergovy limity (to znamená z přesnosti 1/N1/2 na 1/N). Zde experimentálně dosáhly zmenšení neurčitosti faktorem 2. Jen pro zajímavost, kvantové sítě budou důležité i pro synchronizaci kvantových hodin, kde jejich přesnost je větší, než co umí synchronizovat současné metody. Česky o tomto pokroku i na osel.cz
Další pokrok v oblasti kvantových sítí pro QKD v ČR má na svém kontě Vysokém učení technické v Brně, které zhruba osmi kilometrovým spojem spojilo dvě své fakulty. Síť je součástí projektu NESPOQ, kde jsou zapojeny kromě VUT i CESNET, NÚKIB, a VŠB-TUO.
Kvantová kryptografie
Pěkný příspěvek o tom, jak i starší data, která byla zašifrována kvantově neodolnými algoritmy jako RSA, mohou v budoucnu představovat velký problém zvláště, pokud někdo tyto po staru zašifrovaná data shromáždil a v budoucnu by je chtěl rozšifrovat.
Kvantové technologie
Na Purdue University přišli s novým zdrojem kvantově provázaného páru fotonů v XUV oblasti (jedná se o extrémně ultrafialovou oblast až k Rentgenové oblasti. Dosud v této oblasti žádný zdroj provázaných fotonů nebyl). Zásadní vlastností tohoto zdroje je, že vygenerované kvantově provázané fotony jsou korelovány v čase na úrovni attosekund. Toho docílili skrze dvoufotonový rozpad metastabilního stavu Helia. Attosekundové rozlišení umožní měřit ultrarychlé procesy neboť základem takového měření je jak dobře a jemně dokážete rozlišit onen jeden časový „tik“.
Vědcům z Německa a Francie se podařilo objevit nový způsob, jak vyrábět nanodiamanty vhodné pro účely kvantových senzorů (tzv. NV centra). A to se jim povedlo pomocí výkonného laseru s velmi krátkými pulsy, které vystřelili na obyčejnou PET lahev. To dané místo zahřálo na více jak 6 000°C a ještě vytvořili tlakovou vlnu, která stlačila materiál na velmi krátký okamžik silou více jak milionkrát větší než je atmosférický tlak.
Kvantové vzdělávání
Kvantový byznys, investice, granty
A ještě něco málo z českých luhů a hájů. ČR navštívil prof. Akiro Furusawa, špičkový odborník na kvantovou optiku a počítače, kteří již nějaký čas spolupracuje s Univerzitou Palackého v Olomouci. Tentokrát se konala i oficiálnější večeře na japonské ambasádě za přítomnosti nejen akademických expertů ale i lidí z Ministerstva průmyslu a obchodu a Ministerstva zahraničí. Diskuse se točila ohledně možné spolupráce v oblasti kvantových technologií. Zájem je z obou stran. Japonsko je považováno jako jedna ze špičkových zemí v kvantových technologií se systematickým přístupem. Taková spolupráce by byla výborná a možná by mohla rozhýbat i nějaký systematický přístup ke „kvantovkám“ tady v ČR.
Amazon a Harvard University spolu vytvořili alianci pro výzkum a inovace v oblasti kvantových sítí. Pro Amazon jde o další velkou spolupráci v kvantové oblasti po, např. CalTech kde se zase věnují kvantovým počítačům.
SandboxAQ , spin-out od Google, kupuje společnost Cryptosense, poměrně významnou kyberbezpečnostní společnost, která nabízí kyberbezpečnostní řešení a nyní implementuje i kvantově odolná šifrování (PQC).
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.