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

Space Entanglement and Annealing QUantum Experiment (SEAQUE). Kredit: University of Illinois

Kvantovky v česku

Další pěkný úspěch vědců z UPOL, tentokrát v oblasti kvantových pamětí: Výkon superrychlých kvantových počítačů může ještě výrazně zvýšit použití kvantových pamětí na bázi tzv. mikrovlnných dutinových rezonátorů. Rezonátory totiž výrazně prodlužují délku existence fotonů sehrávajících roli kvantových bitů, na nichž je mechanismus fungování kvantových počítačů postaven. Potvrdil to výzkum vědců z katedry optiky přírodovědecké fakulty a odborníků z Yale Quantum Institute ve Spojených státech amerických.

Kvantové počítače

Projekt IBM Quantum Serverless představuje inovativní přístup k řízení zdrojů v kvantových výpočtech. Umožňuje dynamické alokace výpočetních prostředků, jako jsou CPU, GPU a kvantové procesorové jednotky (QPU), podle potřeb úloh. Serverless technologie zajišťuje, že dlouhotrvající úlohy mohou pokračovat bez přerušení, i když jsou systémy vypnuty, což usnadňuje škálovatelnost a efektivní využití jak klasických, tak kvantových zdrojů. To výrazně zjednodušuje vývoj a správu hybridních kvantových aplikací.

A máme tu další metriku pro hodnocení kvantových počítačů zvanou V-Score. V-Score je metrika vyvinutá k hodnocení kvantové výhody při řešení problémů se základním stavem, například v kvantové chemii. Tato metrika se zaměřuje na problémy zahrnující simulace molekulárních struktur a energetických hladin, kde kvantové výpočty mohou výrazně zlepšit přesnost. V-Score kombinuje měření energie a její variance (rozdíl mezi vypočtenou a skutečnou energií). Umožňuje přesně kvantifikovat, jak blízko se kvantové algoritmy dostávají ke skutečnému řešení, čímž usnadňuje benchmarking oproti klasickým metodám. Metrika navíc nabízí standardizovaný způsob, jak porovnávat výkon různých kvantových algoritmů mezi sebou. V-Score tedy slouží jako přesný měřítko pro určení kvantové výhody u konkrétních úloh, kde klasické výpočty již naráží na své limity. Tato metrika byla navržena tak, aby poskytovala transparentní a škálovatelný přístup k hodnocení výkonu v oblastech, kde je kvantová výhoda očekávána.

Čínští výzkumníci úspěšně teleportovali operaci Toffoliho brány, která manipuluje s více qubity, mezi třemi oddělenými uzly v kvantové fotonické síti. Tento průlom využívá kvantovou provázanost k umožnění provádění komplexních kvantových výpočtů napříč vzdálenými uzly. Tento experiment představuje důležitý krok směrem k distribuovanému kvantovému výpočtu, kde kvantové procesory spolupracují na řešení složitých problémů. Zdá se, že číňani se hlavně v oblasti fotonických kvantových počítačů docela rozjíždí.

A máme tu další kolo projektů na kvantové počítače v rámci EuroHPC. Jeden kvantový počítač se postaví v Lucembursku. Tam plánují mít 10-qubitový spinový kvantový procesor s možností škálování až na 80 qubitů. Další bude stát v Amsterdamu. Ten rovněž bude používat spinové qubity a začít by měli s 16.

Společnost Riverlane vydala svůj report na současný stav korekce kvantových chyb. 66% společností pracujících na kvantových počítačích již korekce implementuje. Zároveň je potřeba změnit i benchmarky, zde navrhují QuOps. Pořád je potřeba korekce vylepšit. Momentálně jsou pomalé, a energeticky a datově velmi náročné.

IBM Quantum představilo nové vzdělávací cesty (IBM Quantum Learning pathways) zaměřené na usnadnění učení v oblasti kvantového počítání. Tyto cesty jsou rozděleny do různých úrovní obtížnosti, pokrývají základy kvantové teorie až po pokročilé techniky, jako jsou kvantové algoritmy a hardware. Nabízí strukturované studijní plány pro jednotlivce na různých úrovních zkušeností, včetně vývojářů, výzkumníků a odborníků z oboru.

Poslední dobou se hodně mluví o skyrmionech, stabilní magnetických strukturách s topologicky chráněnými konfiguracemi spinu odolných vůči kvantovému šumu. Rozhodně je to velký kandidát na klasické paměti budoucnosti, které by mohly dokázat uložit obrovské množství dat. Rovněž se spekuluje o použití pro kvantové počítače. Topologické vlastnosti by rozhodně byly velkým plusem. Ale otázka je, jak by skyrmiony dokázaly pracovat s qubity. Na tuto odpověď si ještě budeme muset počkat.

Kvantová bezpečnost a sítě

Američani jsou v oblasti kvantové komunikace trochu za EU a Čínou. Nicméně nyní mají připravenou misi pro testování distribuce kvantového provázání na ISS. Projekt nese název SEAQUE, která toho bude ve skutečnosti dělat více, než jen kvantovou komunikaci.

Americký NIST, který již vydal první tři standardy pro post-kvantové šifrování, rozhodně nezahálí a právě oznámil 14 kandidátů postupujících do druhého kola na PQC digitální podpisy.

Kvantový byznys, investice, politika

Nizozemí nyní nařídilo, že jakýkoliv prodej kvantového počítače mimo EU bude podléhat schválení úřadů.