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

Kvantové počítače

Jednou z mezinárodních organizací aktivních kolem kvantových počítačů je Světové obchodní fórum. To nyní spustilo vlastní hub kvantových aplikací, kde vyzívají všechny kvantové hráče, aby tam zadali své kvantové aplikace, aby pak ti, co o tom rozhodují na nejvyšších úrovní se mohli inspirovat a pochopili, co s tím je už možné. V době, kdy píšu tento příspěvek, tak je tam 7 příkladů od 5 firem. Například: CardiAQ – Magnetocardiography using Quantum Sensors od SanboxAQ, Quantum-inspired High-Frequency Trading system od Toshiba, Real World Cryptographic Agility od QuSecure nebo Remediation of PFAS chemicals using quantum computing od Accenture. Tohle můžete považovat za zdroj poměrně reálných use case.

IBM v německém Enhingenu otevřelo své první evropské kvantové výpočetní centrum. Pro začátek zde jsou instalovaný dva kvantové procesory Eagle s 127 qubity a později by měl přibýt i Heron s 156 qubity. Toto je vhodný krok pro IBM, neboť i když jsou kvantové výpočty stále spíše na začátku, tak již se může jednat o citlivé výpočty, kde je nežádoucí, aby data opustily EU.

IonQ, které dělá na kvantových počítačích z uvězněných iontů, úspěšně demonstrovalo kvantové provázání dvou iontů ze dvou různých systémů dislokovaných od sebe. Toho se povedlo dosáhnout pomocí provázaných fotonů. To se jim povedlo tak, že každý z uvězněných iontů vyzářil jeden foton se kterým pak byl provázaný. Takže máme dvakrát provázané systémy foton-iont. Následně tyto fotony byly posbírány a dopraveny skrze kvantou síť k detektoru, kde došlo k interferenci a změření, které následně provázalo fotony a následně ionty – v tomto bodu se jedná o klasickou metodu v oblasti distribuce kvantového provázaní skrze kvantové sítě. A protože fotony byly měřením zničeny, zbyde nám jen provázané ionty. Velice pěkná ukázka, jak budou komunikovat kvantové procesory skrze kvantové sítě.

Kvantové algoritmy a software

SandboxAQ a EY dali dohromady poměrně zajímavý whitepaper na téma kombinace klasického AI a kvantově-inspirovaných technologií v oblasti výzkumu materiálů. Vy výsledku, simulace řízené umělou inteligencí v kombinaci s kvantovou mechanikou umožňují rychlejší a přesnější předpovědi chování materiálů a snižují potřebu nákladných laboratorních experimentů. Obecně, kvantově inspirované nástroje demokratizují materiálový výzkum a umožňují menším společnostem konkurovat v inovacích a řešit výzvy, jako je degradace baterií, skladování energie a udržitelný rozvoj.

A je to tady! Dle jedné teorie, každé i sebemenší výpočetní zařízení musí být schopné spustit hru DOOM. A nyní to platí i pro kvantové počítače. Jeden doktorand po roce práce na githubu zveřejnil kvantový kód, který rozchodí DOOMa. Hra vyžaduje 70 000 qubitů a 80 milionů bran. Na to kvantový počítač ještě nemáme. Avšak v tomto případě, i když jde o výpočet používající kvantový jazyk a v principu kvantové počítače, tak ten přístup je klasický (a vysoce neefektivní, zdrojový kód má téměř 5GB a to se bavíme jen o 320 x 200 a jednom levelu s velkými omezeními). Z tohoto důvodu lze efektivně simulovat i těch 70 000 qubitů na vašem počítači (s 21 fps v případě autora).

Kvantové technologie

Vědci z University of Michigan přišli s novým konceptem pro atomovou interferometrii, který by nás mohl přinést na velikosti v řádu mikronů. To je obrovský skok, neboť atomová interferometrie je poměrně velká, typicky zabere celý optický stůl s tím, že jsou již dnes menší verze řekněme na úrovni decimetrů, ale ne mikronů. Jejich design je univerzální, ale obzvlášť vhodný pro gyroskop. Nyní pracují na prvním prototypu. Pokud se toto povede, je to obrovský skok v miniaturizaci například kvantových inerciálních navigací.

Kvantový byznys, investice a granty

Americký výrobce kvantových počítačů z uvězněných iontů IonQ podepsal rekordní spolupráci s americkým letectvem za 54.5 milionů USD. Jedná se o čtyřletý projekt, který se zaměří na výzkum v oblasti vytváření hardwaru, který dokáže škálovat, propojovat a nasazovat více kvantových systémů. Pod tím si lze například představit optické konvektory mezi vlnovými délkami fotonů, které se používají u uvězněných iontů a těmi, které pak jsou vhodné pro přenos skrze optická vlákna, rychlé optické switche a routery apod.

Indie v rámci své kvantové strategie spouští tematické huby (kvantové počítače, kvantová komunikace, kvantové senzory a kvantové materiály). Každý z těch to T-hubů povede jedna instituce, nicméně bude se jednat hlavně o kolaborační platformu a to i směrem do průmyslu.

Jen pro zajímavost už i Ukrajina, která je ve válce, tak spouští vlastní národní kvantovou iniciativu. Pravda je, že nejen že mají kvantové startupy, ale i jejich akademická sféra je v oblasti kvantové informatiky velmi silná. Za poslední rok jsem se ukrajinskými vědci z oblasti kvantových počítačů, kteří stále působí na Ukrajině, potkal a klobouk dolů. Troufnu si říci, že v mnoha směrech jsou lepší než akademická sféra tady v ČR. Dokonce pracují i na vlastním kvantovém počítači.

Už i Norská vláda se rozhoupala v oblasti kvantových technologií. Za prvé, vláda dá každý rok zhruba 6.6 milionů USD na kvantový výzkum a také vnikl výzkumný hub OsloMet, který se zaměří na kvantové počítače.