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

Kvantové počítače

Amazon Braket spouští službu Braket Direct. Jedná se o službu pro pokročilejší v rámci které si lze zarezervovat kvantové počítače, mít předběžný přístup k novinkám a přímý přístup ke kvantovým specialistům Amazonu. Jinak řečeno, žádné čekání ve frontách.

A u Amazonu zůstaneme. Nyní probíhá jejich výroční konference re:Invent 2023 kde oznámili jejich vlastní kvantový procesor Amazon Quantum Chip. To, že Amazon pracuje na vlastním QPU je již nějaký čas známo a je také známo, že se v tomto snažení hodně zaměřuje na potlačení kvantových chyb. Amazon moc detailů neposkytl, ale pochlubil se, že tzv. bit flip chybu, tedy náhodné přeskočení z 0 na 1 nebo naopak potlačili faktorem 100. Navíc to vedlo k výslednému až 6-násobnému zjednodušení na úrovni hardware a korekce kvantových chyb. Amazon má qubity na bázi supravodivých obvodů, ale zcela jinak připravených. Supravodivé obvody jsou tištěné do křemíku. Občas je značí jako „cat“ qubity.

Oxford Quantum Circuits (OQC) představil svůj nový přírůstek zvaný Toshiko Platform. Toshiko je kvantový procesor na bázi supravodivých qubitů. Jeho verze Gen-1 má 32 qubitů a měl by být snadno škálovatelný nahoru. Zatím je dostupný v rámci beta verze programu. Jeho fidelity jsou 1Q 99.9% a 2Q 96%. Toshiko je navržený tak, že by se mělo jednat o komerční systém. OQC také oznámilo uzavření investičního kola Series B s výsledkem $100 milionů.

Japonsko má další kvantový počítač. University of Tokio spolu s IBM spustili v Tokiu IBM System One, který obsahuje kvantový procesor Eagle se 127 qubity jako součást Quantum Innovation Initiative. Konsorcium hodlá využít nový procesor systému mimo jiné pro kvantový výzkum v oblasti bioinformatiky, fyziky vysokých energií, materiálových věd a financí.

Kvantový software a algoritmy

Qiskit prochází poslední dobou poměrně mnoha změnami a jednou z těch poslední je přesunutí kvantových algoritmů do nezávislého balíku od verze 0.44.0. Tedy místo qiskit.algorithms bude muset použít novou knihovnu qiskit-algorithms, který byl přesunut do nového repozitáře qiskit-community. A pro zajímavost, Qiskit 1.0 by měl vyjít v únoru 2024.

Nenápadný ale zajímavý pokrok. Skupina výzkumníků vytvořila kvantový algoritmus (kombinující Quantum Phase Estimation a Quantum Amplitude Estimation algoritmy), který poskytuje až kvadratické zrychlení oproti nejlepším klasickým algoritmům pro problém hledaní nejmenších vlastních čísel v Hermitovských maticích. Využití by to mohlo najít v chemickém a materiálovém výzkumu.

Australský Q-Ctrl oznámil, že jeho technologie na korekci kvantových chyb je integrovaná do IBM Quantum v rámci Pay-As-You-Go služeb. Výsledkem bude mnohem jednodušší využití optimalizačních systémů Q-Ctrl, které jsou dneska špičkou v oboru.

Kvantové technologie

Výzkumníci z Vienna University of Technology vytvořili matematický model kvantových hodin a studovali jejich hlavní limity či omezení. Hlavním výsledkem je, že je fyzikálně nemožné mít perfektně přesné hodiny. U kvantových hodin máme dvě základní vlastnosti – přesnost a rozlišení. Rozlišení udává, jak malé časové intervaly mohou být změřeny, tedy jak rychle dané hodiny tikají. Přesnost pak udává s jakou přesností jste schopni změřit jednotlivé tiky. Problém však je, čím uzavřenější kvantový systém je, tím má nakonec větší entropii, která se přelije do horšího rozlišení a/nebo přesnosti. Výsledkem pak tedy je, že hodiny mohou být přesné nebo mít vysoké rozlišení. Důsledkem pak je i omezení na maximální přesnost kvantových senzorů a v budoucnu i kvantových počítačů (dnes jsou zde jiné faktory, které generují mnohonásobně větší nepřesnost než je časování).

Kvantové vzdělávání

Amazon AWS spouští i Amazon Braket Digital Learning Plan, jedná o vzdělávací kurz o kvantových počítačích, který je přístupný zdarma. A kdo bude mít na konci dobré skóre, dostane i digitální odznak.

Kvantový byznys, investice, politika

Je tu zajímavá novinka z Číny, kdy Alibaba oznámila uzavření své kvantové laboratoře. To je do značné míry velké překvapení a je velkým otazníkem, co to přesně znamená. Nic není oficiální, ale různí insideři říkají, že je to hlavně kvůli penězům, že na 30 špičkových výzkumníků bylo propuštěno (prý posílají životopis do jiných společností). Jiní zase říkají, že laboratoř půjde pod státní univerzitu. Nicméně finanční důvod je velmi zajímavý. Alibaba je velká a do značné míry si to může dovolit, zvláště pokud je tam silná státní podpora. Navíc, nikde kvantové počítače nejsou výdělečné. Zatím jsou to opravdu jen investice do budoucna.

Německý čerstvý (2022) statup QuantumDiamonds získal seed investice za €7 milionů. QuantumDiamonds vyvíjí kvantové senzory na bázi NV center v diamantech.

Americký startup QSimulate pak uzavřel investiční kolo za $2.5 milionů. QSimulate se zaměřuje na kvantové simulace pro chemický a farma průmysl a další.

Francouzský startup Alice & Bob uzavřel partnerství s OVHcloud, kde skrze něj bude nabízet zatím svůj emulátor kvantového počítače Felis, na kterém pracuje. Jedná se o pokročilý simulátor který simuluje tzv. cat qubity na kterých Alice & Bob pracují.

Startupy SQE a Quantum Blockchains se spojili aby vyvinuli post-kvantový blockchain.

EuroHPC JU, projekt, který vybuduje šest kvantových počítačů po Evropě vypsal další výzvu na dodání kvantového počítače a tentokrát v rámci projektu Euro-Q-Exa v Německu. Zadáním je dodat kvantový počítač na bázi supravodivých qubitů a v první fázi má mít více než 50 qubitů a v druhé více než 100 qubitů. Celková cena má být €42.71 milionů na které se složí EuroHPC JU a pak Německo.

SpinQ je první čínská kvantová společnost, který vyrobila doma kvantový procesor a prodala jej do zahraničí. Jedná se o kvantový počítač na bázi supravodivých qubitů a kupujícím je nejmenovaná výzkumná organizace na blízkém východě.