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

Kvantové počítače

Finské IQM odhalilo plány na následující rok(y) jménem IQM Radiance. IQM Radiance je nový supravodivý kvantový počítač jehož první verze bude mít 54 qubitů a bude dostupný v Q3/2024 a druhá verze rovných 150 qubitů dostupná v Q1/2025 (zatím největší dostupný kvantový procesor od IQM má 20 qubitů). Zde se 150 qubity, IQM předpokládá i vysokou kvalitu qubitů a fidelitu kvantových operací a chce tím dosáhnout skutečné kvantové výhody. Uvidíme, jestli se jim to podaří. IBM třeba má procesor s 433, ale zatím kvalita qubitů a fidelita kvantových operací není dostatečná, aby dosáhli skutečné kvantové výhody. IQM Radiance by už měl být plně komerční systém, který bude dodáván zákazníkům tzv. on-premise. Prvním, kdo dostane první verzi, tedy tu s 54 qubity, je finské VTT.

A u IQM a VTT ještě zůstaneme. VTT již provozuje pár společných kvantových počítačů, které byly dostupné pro výzkumníky. Nyní se VTT rozhodlo, že kvantový počítač zpřístupní i pro komerční a byznysové inovace a to hlavně v rámci konsorcia LUMI.

Evropská komise skrze EuroHPC JU vypsala výzvu na European Quantum Excellence Centres (QECs). Mělo by se jednat o vědecko-průmyslová centra zaměřená na využití kvantových počítačů s využitím budované infrastruktury kvantových počítačů v rámci EuroHPC.

Kvantový software a algoritmy

V tomto článku najdete pěkný přehled o možném využití kvantových technologií ve finančním světě. Za sebe mohu říci, že opravdu finanční aplikace (optimalizace portfolia, objevní podvodů, lepší Monte Carlo predikce, atd.) se zkoumají poměrně ve velkém, hlavně díky spoluúčasti bank, pro které to zatím není tak velká nákladová položka vzhledem k tomu, jaké mají příjmy a navíc je lepší být připraven, než pak obrovsky propadnout. Na druhou stranu se čím dál častěji potkávám s názorem, že většina finančních aplikací je poměrně náročná a ještě si reálně počká, až kvantové počítače budou mít opravdu dostatečný výkon.

Qiskit vyšel ve verzi 0.45. Nová verze přináší spoustu novinek, které zahrnují lepší funkcionality s ohledem na konkrétní hardware, nové možnosti okolo transpilace, vylepšení výkonu, atp. Jinak, původní Qiskit-Terra se stala součástí Qiskit. Více detailu na jejich blogu.

PennyLane pak uvedlo svůj balíček Catalyst v0.3.

Qubit Pharmaceuticals oznámil další pokroky v simulacích chemie a materiálů. To, že chemické simulace jsou založeny na hybridních výpočtech (část na klasickém, část na kvantovém počítači) je zcela běžné. V tomto případě udělali tři změny: mají svůj vlastní (state vector) simulátor kvantových počítačů, vyvinuli vlastní variantu variačního algoritmu Overlap-ADAPT-VQE a efektivnější přípravu kvantových stavů pro kvantové výpočty speciálně pro silně korelované systémy (ty jsou nejtěžší na výpočty na klasických počítačích. Například teplé supravodiče jsou příkladem silně korelovaného materiálu).

Kvantová bezpečnost

Britské verze NÚKIB vydala své doporučení ohledně post-kvantového šifrování (PQC): U symetrických šifer bude stačit zvětšit klíč. # Upgrade na PQC stačí v rámci obvyklých upgradů, pokud nepracujete s velmi citlivými daty s dlouhou dobou utajení. # Doporučené PQC algoritmy jsou ML-KEM (Kyber) and ML-DSA (Dilithium). Oproti NÚKIBu, který vyžaduje ML-KEM 1024, v UK stačí jen 768. # Implementované PQC by mělo odpovídat přesně tomu, co bude standardizováno. # Pokud chcete implementovat hybridní schéma, tak jen dočasně a spíše pro vnitřní použití. Cílem je mít jenom PQC, ne hybridní šifry. Zde NÚKIB zatím neomezuje použití hybridních schémat.

Pěkný článek o tom, jak se testují a prolamují post-kvantové šifry.

Kvantový byznys, investice a politika

V USA nastává období, kdy se horečně projednává prodloužení tzv. Quantum Initiative Act (který již vypršel na konci září), tedy hlavním zákonu o podpoře kvantových technologií. Nyní je už na stole nový draft, který obsahuje následující změny: NASA byla přidána jako další agentura, které může získat financování v rámci tohoto zákona. # Bílý dům by měl připravit strategii pro větší mezinárodní kvantovou spolupráci. # Nový zákon se více zaměřuje na koncové uživatele, reálná zařízení a vývoj use cases. # A hlavně, celkový rozpočet by měl vzrůst na $3.6 bilionů.

Singapurský startup Entropica Labs získal investici série A v hodnotě $4.7M. Entropica je kvantově-softwarový startup, který se velkou měrou zabývá korekcemi kvantových chyb na softwarové úrovni.

Dále Quandela, evropský startup pracující na fotonických kvantových počítačích, získal další investice za €50M.

Kanadský startup Photonics získal investice za neuvěřitelných $100M. Photonics pracuje na vlastní unikátní architektuře kvantového procesoru postaveného na křemíkových spinových qubitech. Jedním z největších investorů je Microsoft. Ten také s Photonics oznámil dvě velké spolupráce. První oblastí je využití technologie Photonics k vytvoření kvantové sítě vhodné pro distribuované kvantové počítání, ale i další služby jako slepé kvantové počítání nebo i QKD. Jejich technologie již nativně pracuje i s fotony na telekomunikačních vlnových délkách – naprosto ideální pro kvantové sítě. Druhá oblast spolupráce je integrace kvantových procesorů Photonics do ekosystému Azure Quantum.

Americký Fermilab otevřel tzv. kvantovou garáž. Jedná se o velkou laboratoř a prostory s vybavením pro práce hlavně se supravodivými materiály a kvantovými procesory (například obsahuje několik kryogenických chladniček apod.). Kvantová garáž pak bude přístupná akademickým výzkumníkům, startupům či průmyslu.

D-Wave publikovalo výsledky za Q3/2023. Vzhledem k tomu, že jim hrozí vyřazení z burzy, tak se na ně podívejme. Příjmy jim trochu rostly, podepsali spoustu nových partnerství, nicméně celkově jsou ve ztrátě, i když i ta se po malých krůčkách zmenšuje. Což je u kvantových počítačů běžné. Lépe na tom je IonQ, který také publikoval výsledky na burze se mu vede mnohem lépe, je nad vstupních $10 za akcii.