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

Kvantové počítače

Zapata Quantum představila platformu Quantum Pilot, cloudový a hardwarově nezávislý nástroj určený pro firmy, které chtějí identifikovat a prioritizovat perspektivní kvantové aplikace bez nutnosti vsadit na konkrétní kvantový hardware. Platforma kombinuje tři hlavní vrstvy: Quantum Graph, která průběžně propojuje výzkum, algoritmy a roadmapy výrobců kvantových počítačů; Quantum Engine, využívající AI a nástroje vyvinuté ve spolupráci s NVIDIA k automatickému výběru algoritmů, odhadu potřebných qubitů, hloubky obvodů a výpočetních nároků; a Quantum Assurance, která pomocí formálních verifikačních metod vyvíjených ve spolupráci s University of Maryland ověřuje správnost algoritmů a odhadů ještě před jejich nasazením. Cílem platformy Quantum Pilot je překlenout rostoucí propast mezi rychlým vývojem kvantového hardwaru a schopností podniků určit, které konkrétní aplikace pro ně budou mít skutečnou obchodní hodnotu, kdy budou realizovatelné a jaké zdroje budou vyžadovat.

Společnost IonQ oznámila významný milník na cestě k fault‑tolerantním kvantovým počítačům: poprvé předvedla kompletní systém dekódování pro kvantovou korekci chyb (QEC) v reálném čase běžící na jediném standardním procesoru bez potřeby specializovaných FPGA nebo ASIC akcelerátorů. V testech využívajících architekturu Walking Cat zpracovával dekodér kvantové obvody v měřítku MegaQuOp, tedy více než 31,5 milionu kvantových operací, až 408 logických qubitů, 1,3 milionu logických měření a stovky tisíc T‑hradel, přičemž režie dekódování přidala jen 0,02 % až 0,3 % dodatečného času. Klíčovým přínosem je potvrzení, že klasická výpočetní infrastruktura nemusí být úzkým hrdlem budoucích fault‑tolerantních kvantových systémů. IonQ využívá dvojici paralelně běžících dekodérů a optimalizace paměti, které umožňují zpracovávat syndromy chyb rychleji, než je generuje samotný kvantový procesor. Výsledek podporuje firemní roadmapu směrem k rozsáhlým logickým kvantovým počítačům a naznačuje, že korekce chyb v milionových výpočetních úlohách může být realizovatelná i na běžném serverovém hardwaru.

Německo zahájilo další fázi programu Quantum Computing Competition (QCC), v jehož rámci plánuje investovat až 640 milionů eur do vývoje fault‑tolerantních kvantových počítačů s cílem vybudovat do roku 2030 nejméně dva špičkové evropské systémy dostupné i pro průmyslové využití. Do soutěže bylo vybráno šest konsorcií reprezentujících tři hlavní technologické směry: neutrální atomy zastupují projekty LOGIQC vedený společností planqc a ATHENA‑X vedený startupem Peak Quantum; iontové qubity reprezentují konsorcia NFQC‑1k vedené firmou QUDORA a SPARQC kolem startupu Eqcited; supravodivé technologie pak zastupují projekty NEXUS vedený startupem neQxt a SuperPilot vedený společností IQM Germany za účasti společnosti Infineon. Nejvíce detailů zatím zveřejnil projekt NFQC‑1k, který si klade za cíl vybudovat systém s minimálně 1 000 fyzickými a 50 logickými qubity při chybovosti logických hradel pod 0,01 %. Soutěž je koncipována jako vícekolový proces s průběžnými technickými milníky a první demonstrace funkčních systémů musí účastníci předložit do března 2027.

Společnost Infleqtion oznámila významný milník ve vývoji fault‑tolerantních kvantových počítačů, když na své platformě Sqale úspěšně vytvořila a provázala 30 logických qubitů za použití pouhých 80 fyzických qubitů. Firma se tím podle svých údajů stala první společností využívající neutrální atomy, která dosáhla 30 provázaných logických qubitů v komerčním systému. Demonstrace spojila hardware Sqale se softwarovou vrstvou Superstaq a využila také AI‑asistovaný návrh operace objevený modelem GPT 5.6 Sol, který snížil počet potřebných dvouqubitových hradel přibližně na polovinu. Systém provedl IQP benchmark se zhruba 1 000 kvantovými operacemi včetně logických CCZ hradel a výsledný signál byl přibližně 1 000× silnější než šum na pozadí. Infleqtion zároveň uvedla, že již má několik zákazníků využívajících logické qubity, včetně programu Wellcome Leap Quantum for Bio (Q4Bio), a že tento výsledek představuje klíčový krok na roadmapě vedoucí ke 100 logickým qubitům do roku 2028 a 1 000 logickým qubitům do roku 2030.

Kvantové algoritmy a software

Výzkumníci z IBM Quantum představili novou techniku Spacetime Probabilistic Error Cancellation (Spacetime PEC), která kombinuje probabilistickou kompenzaci chyb (PEC) s detekcí chyb a následným vyřazením chybných běhů (post-selection). Cílem je řešit jeden z hlavních problémů dnešních metod mitigace chyb: prudký nárůst počtu potřebných vzorků s rostoucí složitostí kvantového obvodu. Na 27qubitovém procesoru ibm_aachen metoda při simulaci Isingova modelu snížila režii vzorkování (sampling overhead) až 63× oproti klasickému PEC, přičemž zachovala správnost výsledků i u hlubších obvodů s 648 CZ hradly. Přístup využívá informace o syndromech z detekce chyb k odstranění velké části šumu ještě před samotnou mitigací, čímž vytváří praktický mezistupeň mezi dnešními NISQ systémy a plně fault‑tolerantními kvantovými počítači. Podle IBM jde o další krok na kontinuální cestě od mitigace chyb ke skutečné kvantové korekci chyb a užitečným kvantovým aplikacím.

Německý startup QC Design představil systém Meridian, specializovanou AI platformu pro návrh fault‑tolerantních kvantových počítačů. Podle zveřejněného whitepaperu dosáhl Meridian ve více než 100 testovacích úlohách napříč 10 rodinami kvantových korekčních kódů mediánového snížení logické chybovosti 14,6× oproti nejlepším dosud publikovaným metodám, přičemž v některých případech bylo zlepšení až 22 000×. Ve srovnání s agentem založeným na OpenAI GPT‑6 Astra vykázal Meridian mediánové snížení logické chybovosti o 43 %, s maximálním zlepšením až 98,4 % (přibližně 63× nižší chybovost). Systém kombinuje specializované AI agenty s platformou Plaquette, která funguje jako realistický simulační „world model“ a ověřuje návrhy vůči reálným hardwarovým chybám, jako jsou dekoherence, přeslechy nebo úniky stavů. Výsledek je dalším příkladem rychle rostoucího využití AI při návrhu kvantových architektur a naznačuje, že specializované AI systémy mohou významně urychlit cestu ke škálovatelným a fault‑tolerantním kvantovým počítačům.

Q-CTRL oznámila dosud největší experimentální realizaci kvantové Fourierovy transformace (QFT) na skutečném kvantovém hardwaru, když na procesoru IBM Heron R3 (ibm_boston) úspěšně provedla QFT až na 100 fyzických qubitech. Klíčem k výsledku je nová kompilační metoda nazvaná Convolutional QFT, která eliminuje většinu režie spojené s omezenou konektivitou qubitů a umožňuje dosáhnout téměř stejné efektivity jako u ideální plně propojené architektury. Pomocí jediného pomocného qubitu a speciální „konvoluční“ struktury obvodů se podařilo výrazně omezit šíření chyb a udržet správný výstup rozlišitelný od šumu i při 100 qubitech, kde správná frekvence zůstala nejčastěji naměřeným výsledkem v prostoru o dimenzi 2¹⁰⁰. Protože QFT představuje základní stavební blok algoritmů, jako jsou Shorův algoritmus nebo kvantový odhad fáze, je tento výsledek důležitým ukazatelem rostoucí schopnosti dnešních kvantových počítačů vykonávat stále větší a praktičtější algoritmické komponenty ještě před nástupem plně fault‑tolerantních systémů.

Společnost memQ, spin‑off z University of Chicago zaměřený na kvantové sítě, uvolnila jako open source svůj Distributed Quantum Compiler (DQC), který umožňuje kompilovat a plánovat kvantové programy napříč distribuovanými kvantovými sítěmi složenými z různých typů qubitů a hardwaru od různých dodavatelů. Kompilátor převádí standardní kvantové obvody na distribuované výpočty běžící na více propojených QPU, přičemž zohledňuje reálné charakteristiky systému, jako jsou propojení mezi procesory, délky hradel, rychlost generování provázání nebo topologie sítě. Součástí frameworku jsou nástroje pro modelování různých síťových architektur, automatické rozdělování úloh mezi procesory a simulaci distribuovaného běhu pomocí kvantové teleportace a sdíleného provázání. Cílem je překonat omezení jednotlivých kvantových procesorů a umožnit budoucí škálování prostřednictvím propojených kvantových systémů, podobně jako klasické výpočty využívají clustery a superpočítače. Otevřené zveřejnění nástroje přichází v době rostoucího zájmu o distribuované kvantové výpočty, které jsou stále častěji považovány za jednu z nejrealističtějších cest k rozsáhlým užitečným kvantovým výpočtům.

Kvantová bezpečnost a kvantové sítě

CZ.NIC nasadil PQC do služby mojeID.

Výzkumníci z University of Science and Technology of China poprvé experimentálně předvedli bezpečné kvantové ověřování polohy zařízení, které využívá kombinaci kvantové mechaniky a relativistických omezení rychlosti přenosu informací. V jejich demonstraci dva ověřovací uzly vzdálené 2 km dokázaly potvrdit polohu cílového zařízení s přesností 74,3 metru a chybovostí pouhých 0,27 %, přičemž odpověď musela dorazit do 247,8 nanosekundy. Na rozdíl od GPS nebo běžných geolokačních metod je tento přístup odolný vůči spoofingu, manipulaci s polohovými údaji i útokům typu relay, protože útočník nemůže současně obejít zákaz klonování kvantových stavů a rychlostní limit daný teorií relativity. Autoři zdůrazňují, že cílem není nahradit GPS, ale přidat novou vrstvu důvěryhodnosti k informacím o poloze, což by mohlo najít využití například při ověřování polohy serverů, autorizaci zařízení, sledování dopravy, logistice nebo zabezpečení finančních transakcí.

Výzkumník Stephen A. Weis ze společnosti Anthropic oznámil úspěšnou faktorizaci čísla RSA‑896, čímž vytvořil nový veřejný rekord v rámci někdejší RSA Factoring Challenge. Výpočet byl podle jeho vyjádření proveden pomocí modelu Claude, který portoval software CADO‑NFS pro běh na GPU, a následně využil až 2 048 grafických karet v době, kdy nebyly vytíženy jinými úlohami. Celý proces trval přibližně 10 dní a spotřeboval asi 30 GPU‑roků výpočetního času. Zajímavé je, že jde již o druhý rekord během 16 dnů, po nedávné faktorizaci čísla RSA‑260 pomocí AI agenta Devin od společnosti Cognition, což naznačuje, že AI výrazně snižuje náklady na implementaci a škálování klasických faktorizačních algoritmů. Autor však zdůrazňuje, že nejde o průlom v samotné matematice ani o hrozbu pro RSA‑2048, které podle odhadů stále vyžaduje zhruba desítky miliardkrát více výpočetní práce. Výsledek je nicméně dalším signálem, že RSA‑1024 se postupně dostává do dosahu organizací disponujících rozsáhlými GPU clustery, což dále zdůrazňuje potřebu přechodu na moderní postkvantové kryptografické standardy.

Čínský program Next-generation Commercial Cryptographic Algorithms Program (NGCC), který má vybrat nové postkvantové kryptografické standardy pro komerční použití v bankovnictví, telekomunikacích a dalších odvětvích, zaznamenal během pouhých tří dnů od zveřejnění kandidátů mimořádně intenzivní veřejnou analýzu. Výzkumníci nahlásili 104 zjištění týkajících se 65 ze 119 návrhů, přičemž pět algoritmů bylo prakticky prolomeno již druhý den. Mezi nejzávažnější výsledky patří prolomení podpisových schémat Tins a Facto‑DSA, nalezení plných kolizí v hashovacích funkcích MoFang a Neulaser a další útoky na kandidáty jako FlexTree či Amoeba. Významnou roli sehrála automatizovaná analýza s pomocí AI vedená kryptografem Markku‑Juhani O. Saarinenem, která sama identifikovala desítky implementačních chyb, od přijímání libovolných podpisů až po generování identických klíčů. Autoři článku zdůrazňují, že žádný z postižených algoritmů není nasazen v produkci a celý smysl soutěže spočívá právě v tom, aby byly podobné slabiny odhaleny před standardizací. Přesto jde o pozoruhodný signál, jak rychle dnes dokáže kombinace otevřené kryptografické komunity a AI nástrojů prověřovat nové postkvantové návrhy.

Kvantová fyzika a technologie

Výzkumníci z East China Normal University předvedli kvantovou teleportaci kvantových stavů současně přes 100 paralelních optických kanálů, což představuje výrazný krok ke škálovatelným kvantovým komunikačním sítím. Pomocí programovatelného prostorového modulátoru světla vytvořili pole 10 × 10 nezávisle ovladatelných optických módů a pomocí kvantového provázání generovaného čtyřvlnným směšováním dokázali teleportovat kvantovou informaci ve všech kanálech současně. V demonstraci úspěšně teleportovali i obrazec ve tvaru písmene „Q“ s věrností (fidelitou) převyšující klasickou mez. Klíčovou novinkou je architektura umožňující paralelní zpracování velkého počtu kvantových kanálů bez nutnosti individuálního měření a řízení každého z nich, což by v budoucnu mohlo podpořit vznik rozsáhlých kvantových sítí, distribuovaného kvantového zpracování informací a dalších forem paralelní kvantové komunikace.

Výzkumníci z Centre for Quantum Technologies (CQT) při National University of Singapore oznámili vytvoření dosud nejpřesnějších atomových hodin na světě založených na iontu lutecia. Hodiny dosáhly relativní nejistoty pouhých 1 × 10⁻¹⁹, což odpovídá odchylce přibližně jedné sekundy za 300 miliard let, a při vzájemném porovnání dvou nezávislých hodin zaznamenal tým nejpřesnější srovnání hodin v historii, kdy by se jejich tikání rozcházelo asi o jednu sekundu za 55 miliard let. Klíčovou výhodou lutecia je jeho mimořádně nízká citlivost na změny teploty a magnetického pole, což usnadňuje dosažení extrémní přesnosti i mimo laboratorní podmínky. Vedoucí projektu Murray Barrett tvrdí, že jde o nejpřesnější atomové hodiny na světě, které by v budoucnu mohly pomoci při studiu gravitace, testování fundamentální fyziky a především při plánované redefinici sekundy po roce 2030.

Kvantový byznys, investice a politika

EigenQ získal investici 45 milionů USD krátce předtím, než vstoupí na burzu. Společnost působí v oblasti kvantové bezpečnosti.

Americký startup Mesa Quantum získal investici 11,8 milionu USD na vývoj kvantových hodin a kvantových navigačních systémů.