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

3D CAD model kvantového počítače od společnosti Pasqal. Kredit: Pasqal

Kvantové počítače

A jedna novinka z Ruska. I v Rusku pracují na kvantových počítačích, i když o nich neslyšíme tak často. V tomto případě vědci z University of Science and Technology MISIS a Bauman Moscow State Technical University vytvořili supravodivé fluxoniové qubity a demonstrovali dvou-qubitovou bránu jak mezi prvními. Jak jsem psal minulé, těch supravodivých qubitů je více. Fluxonium je nejpodobnější Transmonu, kde se prohodí indukce s kondenzátorem ve supravodivém obvodu. Fluxonium potřebuje více inženýringu kolem, ale odměnit se může delší dobou koherence a vyšší fidelitou kvantových bran. Jedna z výhod je, že k jejich řízení nepoužíváte GHz signál, ale MHz signál, což je důvod i k delšímu času koherence, tedy udržení kvantové informace.

Poměrně obsáhlá analýza společnosti francouzské Pasqal, která dělá na kvantových počítačích z neutrálních atomů je k nalezení zde.

A podobně se o svých minulých i budoucích aktivitách rozepsal Intel. Co bych vypíchl je, že si v Intelu myslí, že takový kvantový počítač s milion+ chybám odolnými qubity tu bude tak za 10 až 15 let. Nebo, že v Intelu pracují na kvantových počítačích již přes 6 let.

A ještě jeden delší článek tentokrát o společnosti QuEra, která pracuje na kvantových počítačích na bázi neutrálních atomů. Ti zatím mají funkční analogový kvantový počítač s 256 qubity. Brzo by mohli dosáhnout na 1000 a pak to poroste ještě rychleji. Obecně zajímavé čtení.

Kvantový software a algoritmy

Poměrně velké oznámení učinili australský Q-Ctrl (kvantové řízení a optimalizace na softwarové i hardwarové úrovni) a izraelský Classiq (vývojářské nástroje pro kvantové algoritmy) o partnerství. Spolu chtějí na trh přivést novou platformu pro návrh, spouštění a analýzu kvantových algoritmů. Bude se jednat o jedno prostředí, kde uživatelé budou moci využít jednotlivá řešení obou společností. Obě společnosti jsou ve svém směru působení prakticky špičky a spolu mohou tvořit významnou sílu.

Quantum Computing Inc. (QCI) vydal volný softwarový nástroj, který umí transformovat QUBO problém do Hamiltoniánu. Tento nástroj cílí hlavně na stávající zákazníky D-Wave, kde aplikace pro jejich kvantový annealing se formulují ve formě QUBO (quadratic unconstrained binary optimization). Naopak v simulaci Hamiltoniánu vynikají hlavně kvantové počítače, ale v případě QCI je motivace přivést zákazníky na jejich entropy quantum computing (o kterém stále není moc informací).

Kvantové sítě a kryptografie

Kvantové sítě nejsou záležitostí jen pozemskou ale i vesmírnou. Na The Quantum Leap mají pěkný článek, který tyto kvantové vesmírné závody popisují včetně možných využití a funkcionalit.

Výběr minulých, současných a budoucích kvantových aktivit/projektů ve vesmíru. Kredit: The Quantum Leap

Bílý dům vydal memorandum, které zavazuje veškerá ministerstva a vládní agentury, aby se začaly připravovat na přechod na kvantově odolné šifrování. Prvním krokem je, že vedení jednotlivých agentur a ministerstvech bude muset provést audit a klasifikovat rizikovost/důležitost informací se kterými pracují. Tyto informace pak pošlou na National Cyber Director and Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (něco jako náš NÚKIB), který posléze pomůže s plánováním přechodu, jeho rozpočtem i realizací. Kdy něco tak konkrétního a přísného bude i někde v EU?

Google již testuje nasazování kvantově odolného šifrování (PQC) zatím na interní komunikaci. Trochu se o tom, jak to realizují a proč rozepsali na jejich blogu. Nechť se to stane ukázkovým případem i pro ostatní.

Výzkumníci z University of Pennsylvania představili svou práci, kde umístili mikrolaser na čip a pomocí něho generovali pulsy, které nepředstavovali qubity, ale qudity (obecně n-dimenzionální stav), které měly konkrétně 4 stavy a tedy i superpozici těchto čtyř stavů, tedy tzv. ququart. Avšak do budoucna lze generovat qudity s vyšší dimenzí. Použití více dimenzí může vést k bezpečnější kvantové komunikaci a lépe se vypořádat s některými kvantovými chybami. Na druhou stranu potřebujete lepší inženýring.

Je potřeba pořád připomínat to, že kvantové počítače mohou být hrozbou a je potřeba s tím něco dělat už nyní. Zde další článek z řady na téma „Harvest now, decrypt later“.

Když chvíli před tím, než NIST oznámil vítěze pro PQC (kvantově odolné šifrování) standardizaci, tak byl prolomen jeden z finalistů SIKE. To se však nepovedlo díky výkonnému počítači, ale díky matematice. Více o tom, co za tím bylo si můžete přečíst zde.

Kvantový byznys, investice, granty

Na Forbesu se objevil docela výstižný článek, co nejvíce trápí kvantové startupy. A tou největší výzvou jsou use cases, neboli příklady využití. Avšak v kvantovém světě je využití a využití. Z pohledu řadového zákazníka, investovat do něčeho kvantového má smysl, jen pokud nám něco dostatečně výhodného vrátí zpět.

Atos a IQM uzavřeli partnerství za účelem vytvoření hybridních technologií. V první fázi se to zaměří na přesné simulace (Atos) kvantových počítačů (IQM).

Další spekulací, jaký další velký hráč by mohl vstoupit do kvantového světa je L’Oréal. Spekuluje se, že L’Oréal se zajímá konkrétně o použití kvantových počítačů pro chemické výpočty a simulace, ostatně je to i jejich doména. A způsob, jak by do toho mohl vkročit je skrze jejich program „Woman in Science“ v rámci kterého podporuje ženy ve vědě a mohli by dát větší důraz právě na kvantové počítání.