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

Kvantovky v Česku

Velmi zajímavý případ kvantové distribuce klíče (QKD) představila Toshiba a to konkrétně v ČR. Ve spolupráci se Správou železnic, ČVUT a CyberSecurity Hub vytvořili spoj pro QKD mezi Pražským Smíchovem a Berounem v délce 46 km. A proč Toshiba vyzdvihuje zrovna tento případ? Jde o použití optických vláken podél trati. To může znít jako nezajímavé, ale ve světě jednotlivých fotonů to zajímavé je, neboť vedle kolejové trati je vlákno vystaveno více vibracím a namáhání a to by mohlo mít negativní efekt na jednotlivé fotony. Výsledky experimentu ukazují, že skutečně je zde vyšší chybovost vůči stejnému měření v klidné laboratoři. Nicméně i přes toto zhoršení se jedná o vynikající výsledky, kde byl klíč generován rychlostí 112 kbps.

Ilustrace QKD spoje Praha-Smíchov a Berouna. Kredit: Toshiba

Český venture capital investor Tensor Ventures má již tři zářezy na poli kvantových startupů. Tím posledním je polský startup BEIT, který je aktivní hlavně v oblasti kvantových algoritmů stejně tak jako kvantově-inspirovaných. Více na lupa.cz.

Kvantové počítače

O projektu EuroHPC JU jste určitě už tady četli nebo na lupa.cz. Jedná se projekt, kde vybraných šest výpočetních center EuroHPC dostane i kvantový počítač. A jeden bude i v Ostravě v rámci projektu LUMI-Q vedený IT4Innovation. Nyní byl vypsán tendr, jehož cílem je vysoutěžit dodavatele, který vyvine a dodá řešení, které co nejlépe propojí klasický superpočítač a kvantový, tzv Federation Platform.

Číňané opět hlásí do světa, že vytvořili nejrychlejší kvantový počítač světa, který je milionkrát rychlejší než ten předchozí a světelné roky před klasickými počítači. Tak se na to podívejme. Jedná se o JiuZhang 3, což je spíše fotonický simulátor, nikoliv univerzální kvantový procesor. Je postavený tak, že vlastně umí počítat jen jednu úlohu, tzv. Gaussian boson sampling. Je to zajímavá matematicko-fyzikální úloha, ale nelze ji zatím úspěšně namapovat na něco užitečného. Takže je to stále takový výpočet sám pro sebe. Podobně jako to bylo u Google. Jedná se již o třetí iteraci, předchozí dvě měly 76 a 113 fotonů. Třetí jich má už 255. Minulý rok oznámilo Xanadu podobné zařízení již s 200 fotony. Jinak pro zajímavost, podobné prohlášení plné superlativů přinesli číňani již u druhé generace. Načež přišli další, že stejnou úlohu na klasických superpočítačích jsou schopni spočítat několikanásobně rychleji, než tvrdili původní autoři. V tomto smyslu nejde o nic nového či převratného, jako spíše o iteraci předchozího systému.

Schéma JiuZhang 3. Kredit: Hefei National Laboratory

Finský výrobce kvantových počítačů IQM a finské výzkumné centrum VTT instalovali další národní finský kvantový počítač. Podobně jako ten první (má 5 qubitů) , i tento je od IQM na bázi supravodivých qubitů. Konkrétně se jedná o procesor Micronova s 20 qubity. Jinak Finsko již alokovalo €70M pro následné projekty na vývoj 300 qubitového procesoru.

Pohled na kryostat druhého finského národního kvantového počítače s 20 qubity. Kredit: VTT

Vědci z Princeton University přišli s novou metodou, jak lokalizovat, kde nastala kvantová chyba, kterou následně můžeme opravit. Jejich nové řešení je až 10-krát efektivnější, než současné korekční mechanismy a předpoklad tohoto nového přístup je, že by mohl detekovat až 98% chyb. V podobném duchu představili svou práci i vědci z Harvardu, kde se jim rovněž pomocí nové metody podařilo snížit chybu dvou-qubitové brány pod 0.5% v případě neutrálních atomů. I ta první práce z Princetonu byla demonstrována na neutrálních atomech. Tento typ qubitů je čím dál oblíbenější.

Kvantový software a algoritmy

Francouzský PASQAL představil svoji open-source Python knihovnu Qadence. Jedná se o knihovnu pro vývoj a testování algoritmů pro digitálně-analogový kvantový počítač (digital analog quantum computing (DAQC)). DAQC je nový hybridní přístup, který kombinuje přesnost z digitálních kvantových počítačů (to jsou ty na bázi kvantových bran) a spojité řízení a interakce analogového kvantového počítače (zpravidla kvantové simulátory, například na bázi neutrálních atomů). Qadence by mohla být zajímavá hlavně pro úlohy okolo strojového učení.

Pro ty z vás, co do kvantových počítačů a obecně technologií „šťourají více“, tak bych rád upozornil na Python knihovnu dynamiqs. Dynamiqs je výkonný simulátor kvantových systémů postavený na PyTorch.

Kvantový byznys, investice, granty

Americký startup Aliro Quantum, který vyvíjí řídící systém pro kvantové sítě, získal v rámci investičního kola Series A investice v hodnotě mezi $10M-$20M.

Minulý týden jsem psal o tom, že Japonsku instalovala svůj druhý kvantový počítač od konsorcia Fujitsu-RIKEN. Ale Japonsko nespí a již nyní oznámilo, že si pořídí další dva. Jeden bude id IBM na bázi supravodivých qubitů a ten druhý na bázi uvězněných iontů od společnosti Quantinuum.