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

Kvantové počítače

Rigetti aktualizovalo svou roadmapu. Nedávno Rigetti zpřístupnil své procesory 80Q Aspen-M-2 a 40Q Aspen-11 na Microsoft Azure Quantum. Pro korekci kvantových chyb použije Rigetti systém True-Q od Keysight. Dále je tu spolupráce s NVIDIA na hybridních čipech. Po začátku roku 2023 by Rigetti měl představit kvantový procesor Ankaa s 84 qubity a pak ke konci 2023 procesor Lyra s 336 qubity. Oba procesory budou běžet již na čtvrté generaci architektuře kvantových obvodů s fidelitou přes 99%. Dále, do konce roku 2022, Rigetti dokončí rozšíření svých prostorů Fab-1, kde se bude pracovat na nových generacích. Nakonec Rigetti oznámil spolupráci s Bluefors, což je společnost dodávacící kryogenická řešení. Jejich platforma by měla být použita pro následující 336Q, 1 000Q+ a 4 000Q+ kvantové procesory.

Quantum Computing Inc. (QCI) začalo poskytovat předplatné pro přístup ke svému entropickému kvantovému počítači (entropy quantum computing, EQC) Dirac 1. Údajně na něm lze řešit optimalizační úlohy až o velikosti 5000 proměnných. QCI k tomu i vdalo video, viz níže. Nicméně pořád tu není žádný pořádný popis co EQC je a jak přesně funguje. Dle toho, co je ve videu, asi půjde o nějaký analogový kvantový počítač s mnoha fotonickými mody, možná trochu podobné tomu, co dělá Xanadu. Mnozí jsou také velice skeptičtí s ohledem, že QCI je veřejně obchodovatelná společnost na burze.

Zajímavý kousek se povedl vědcům z Forschungszentrum Jülich a RWTH Aachen University. Čím dál častěji píšu o spinových qubitech, které lze vyrábět velmi podobnou technikou jako klasické čipy. Nicméně jedna z hlavních nevýhod je, že tyto qubity musejí být velmi blízko sebe (cca do 100 nm). To vede k tomu, že na čipu již není místo pro řídící elektroniku a veškeré řízení se musí dělat externě, což vede k velkému množství kabelů, které s rostoucím počtem qubitů zabírají obrovský prostor v poměru k velikosti samotného čipu. Zde vědci představili metodu, jak přenést jednotlivé elektrony na větší vzdálenosti v řádu několika mikrometrů. A to nám může dát docela dost zajímavého prostoru na čipu, třeba právě k řídící elektronice. Avšak i tento výzkum je stále spíše na počátku. Ještě je potřeba ukázat, že daný elektron kvantovou informaci skutečně přenese a neztratí ji na cestě. Nicméně je fascinující, jakými všemi směry vědci postupují aby překonali jednotlivá „úzká hrdla“.

Kvantový software a algoritmy

Dalším velkým hráčem, který se pouští do vývoje kvantové software je Moody’s. Moody’s je známá ve finančním světě svými ratingy které jsou však postavené na modelování a hodnocení rizik. A tímto směrem se bude vydávat i kvantově-softwarový vývoj. Nyní Moody’s zkoumá různé use cases, uzavírá partnerství a pracuje na roadmapě.

Center for Quantum Advantage (C2QA) vydali rozšíření k platformě Qiskit zvané Bosonic Qiskit. Tento balíček je zaměřen na simulaci hybridních systémů, kde qubit je reprezentován pomocí objekty se spojitou proměnnou, např. bosonické módy u elektromagnetického oscilátoru, tedy mašiny které používají Gaussovské či i ne-Gaussovské stavy světla (cat nebo GKP stavy). Prakticky jde například o Gaussian boson sampling mašiny od Xanadu nebo z Číny, kde demonstrovali svoji kvantovou nadvládu. Najdete jej na GitHubu.

A mám tu pro vás trochu přístupnější vědeckou publikaci (zatím preprint bez recenzního řízení). V článku „Quantum Computing for Software Engineering: Prospects“ výzkumníci vybrali osm kvantových algoritmů s nějakým potenciálem pro softwarové inženýrství (např. řešení lineárních rovnic, strojové učení, kombinatorické optimalizace, atd.) a provedli malé zhodnocení s ohledem jaké zrychlení to může přinést a jaký je časový rámec (většina poskytuje až exponenciální zrychlení, ale také až v delší budoucnosti…).

Vztah mezi kvantovými a klasickými počítači je do jisté míry hra na kočku a myš. Nyní vědci z CalTech ukázali, že pomocí vylepšeného klasického strojového učení by klasické počítače mohly ještě významněji pomoci v chemických simulacích – jedné z klíčových aplikací pro budoucí kvantové počítače.

Na blogu Qiskit se po delší době objevil zajímavý příspěvek určený pro začátečníky na téma chyb při psaní algoritmů s Qiskit.

Kvantové sítě

LuxQuanta, spin-off z ICFO (The Institute of Photonic Sciences) z Barcelony, demonstroval své QKD řešení na trase o délce 30 km mezi ICFO a katalánskou vládou.

Cisco je velkým a důležitým hráčem na poli klasických sítí. A v případě ani těch kvantových nechce zůstat v pozadu. Již v květnu se objevil preprint, jak si Cisco představuje tzv. kvantový paket. Jedná se o analogii ke klasickému paketu, kde kvantový paket se skládá z klasické hlavičky a patičky a mezi nimi je pak vlastní kvantový signál. Zatím článek nebyl publikován v žádném časopise – probíhá tzv. recenzní řízení, kde recenzenti by se na to měli podívat hodně do detailu. Obecné obavy jsou, jak dobře to například přenese kvantové provázání skrze switche. Nicméně, brzo bude Cisco hostit Cisco Quantum Summit 2022, kde se bude mluvit nejenom o kvantových sítí, ale i o optické a laserové komunikaci, integrované fotonice atd. Konference je přístupná všem a bude online.

ESA (Evropská Vesmírná Agentura) vydala prohlášení k připravovanému satelitu Eagle-1. Má se jednat o „kvantový“ satelit jehož posláním bude demonstrovat kvantovou distribuci klíče (QKD). Bude se jednat o první čistě EU řešení na kterém pracuje ESA s konsorciem SES (konsorcium 20 evropských podniků). Satelit bude vypuštěn v roce 2024 na nízkou oběžnou dráhu (LEO). Projekt je i přímo podporován Evropskou komisí.

Kvantové technologie

Jihokorejský SK Telecom nedělá jen do kvantových sítí, ale nyní i ohlásil, že úspěšně vyvinul a otestoval detektor úniku LNG. Ten funguje na principu kvantového lidaru, pravděpodobně podobně jako technologie od QLM Technology.

Kvantový byznys, investice, granty

Americké NFS, obdoba našeho GAČR/TAČR, ohlásila navýšení podpory pro výzkum a vývoj kvantových technologií. Jen za letošní rok v tomto odvětví rozdalo granty za více než 21 milionů USD.

Kvantově-softwarová společnost Classiq rozšiřuje své investiční kolo série B na 49 milionů USD. Dále Classiq (z Izraele) oznámil otevření svých kanceláří v Evropě a Japonsku.

Novo Nordisk Foundation společně s University of Copenhagen spouštějí Quantum Computing Programme, kde Novo dá 200 milionů USD na 12 let s cílem postavit dánský kvantový počítač do roku 2034.