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

Kvantovky v česku

NÚKIB spustil výzvu na pokračování české národní kvantové sítě CZQCI v hodnotě 130M Kč. Hlavním předmětem této národní kofinancované výzvy je podpora projektu na vytvoření páteřní optické kvantové sítě v ČR, která se napojí na okolní státy a včlení do Evropské kvantové komunikační infrastruktury. Investice bude uzavřena ukončenou zkušební a pilotní provozní fází provedenou do 31. prosince 2025 a bude zahrnovat alespoň spojení mezi Prahou, Brnem a Ostravou o celkové optické délce 400 km se šesti segmenty kvantové distribuce klíče (QKD), realizaci dvou vedlejších metropolitních větví na bázi komerčního zařízení QKD a dvou dalších větví na bázi QKD pro účely experimentu a testování jejich použití. Něco více se dočtete i tady.

Kvantové počítače

Atom Computing oznámil na první pohled bombastickou novinu, kde ukázal svůj nejnovější kvantový počítač na bázi neutrálních atomů, který má 1180 qubitů! To je zatím rekord. Konkrétněji, těchto 1180 qubitů neboli atomů je uvězněno v optické mříži 35 x 35. Počítač je nyní testován a zákazníkům by měl být k dispozici v průběhu roku 2024. Jejich předchozí kvantový stroj měl jen 100 qubitů, navíc jako atomy se nyní používají atomy Ytterbia (před tím to bylo Strontium). Nový systém také umí do mřížky dodávat nové atomy kontinuálně. Počítač podporuje Qiskit a QASM. Konkrétnější parametry zatím oznámeny nebyly. Někteří lidé jsou spíše pesimističtější a mají pochyby, jestli půjde nějak rozumně použít všech těch 1180 qubitů.

Konsorcium kolem francouzského PASQAL zvané PANDA získalo grant z European Innovation Council na vývoj nového kvantového fotonického počítače. Ten by měl fungovat zcela na jiném principu, než ty v současnosti vyvíjené, kde dominuje koncept na bázi measurement based quantum computing, kde interakce mezi fotony je zajištěna pomocí jejich vzájemných kvantových provázání při vzniku a mění se pak pomocí měření. Dalším běžným konceptem jsou programovatelné interferometry, kde fotony interagují v daném interferometru. Jak asi tušíte, největší výzvou u fotonických kvantových počítačů je interakce mezi fotony. V tomto případě konsorcium chce pro interakci využít neutrální atomy, ve kterých je PASQAL silný.

IonQ oznámil dosažení 29 algoritmických qubitů (řekněme užitečných qubitů). Zajímavé, že jejich nový systém používá jádra Baria místo Ytterbia, které používají ve starších strojích. Je to vlastně první oznámený výsledek na jádrech Baria. Jejich výhodou je, že jsou kompatibilní s vlnovými délkami používaných v telekomunikaci a navíc můžete použít silnější laser s jehož pomocí kvantové operace budou rychlejší. IonQ z důvodu velkého zájmu rozšiřuje přístup ke svým kvantovým počítačům již v režimu 24/7 a to konkrétně pro IonQ Harmony a IonQ Aria.

Quandela, evropský startup v oblasti fotonických kvantových počítačů, oznámil první komerční dodávku svého fotonického systému MosaiQ do datacentra OVHcloud. MosaiQ zatím nabízí 2 až 12 qubitů.

Vědci z Argonne National Laboratory mají další článek v Nature, kde popisují rekordní dobu koherence elektronového nábojového qubitu s hodnotou 1 milisekundy – což je tisíckrát lepší, než předchozí nejlepší výsledek u tohoto typu qubitu. A co to je elektronový nábojový qubit (electron charge qubit)? V tomto typu qubitů je kvantová informace kódována do pohybových (nábojových) stavů elektronů. Zde základní a první excitovaný stav vytvoří elektrický dipól a ten lze ovládat pomocí elektrického pole. Samotný elektron je pak uvězněn v supravodivém obvodu z Niobu na křemíkovém substrátu. Obecně tento typ qubitů má potenciál být jednoduše vyroben a je poměrně snadné jej řídit. Interakce mezi dvěma qubity je potom zajištěna supravodivým obvodem. Ten klíčový pokrok v této práci je, že elektron je položen na čistém neonu ve vakuu. Neon je zde klíčový, protože odolává šumu z okolí a chrání tak koherentní stav elektronu.

Kvantové technologie

Mladý startup Aquark Technologies demonstroval svůj systém pro uvěznění studených atomů a to na dronu pomocí vlastního patentovaného systému. Může se to zdát jako nic moc, ale je to naopak poměrně hodně velký krok. Uvěznění neutrálních atomů není triviální, potřebujete ty atomy uvěznit pomocí laserů, zchladit je a udržet je co nejdéle – a celé to musí být stabilní, když s tím hýbete. A tady se jim to podařilo dát do poměrně malé krabičky vážící 10 kg a ty atomy byly uvězněny po několik hodin testů. Chladné atomy můžeme použít pro kvantové počítače, ale to nemusíme dávat na dron. Naopak, chlazené atomy mohou být použity pro přesné měření času, zrychlení, rotace, elektrického i magnetického pole, tedy může to být použit jako přesný senzor nebo pro inerciální navigaci.

Kvantový byznys, investice a politika

V rámci U.S. Chips and Science Act 31 různých regionů bylo vybráno jako tzv. U.S. Tech Hub. A konkrétně U.S. Tech Hub for Quantum Technology byla vybrána oblast kolem města Chicago a stát Colorado. Oblast Chicago zahrnuje čtyři univerzity, dvě národní laboratoře a řadu startupů. V případě Colorada najdeme minimálně jednu univerzitu, výzkumnou laboratoř, NIST a opět řadu startupů. Status U.S. Tech Hub pak zajišťuje dlouhodobé financování právě v rámci Chips and Science Act v řádu desítek milionů USD, pokud postoupí do druhé fáze.

A jedna zajímavost. Kvantové technologie letos vypadly z žebříčku 2024 Gartner Top 10 Strategic Technology Trends. Hlavní zdůvodnění je to, že kvantové technologie nevyžadují žádnou akci na úrovni managementu (C-suite) v krátkodobém horizontu (následující 2-3 roky).

Kanadské D-Wave opět hrozí stažení z NYSE burzy. V tomto smyslu se jim dost nedaří. Je to už druhé varování za tento rok. Že by to vypovídalo něco o tom, jak užitečné kvantové annealery jsou?