A opět tu máme pravidelné novinky. Přečtete si o pokrocích pro uvěznění ionty, že Shorův algoritmus má 20 let či průzkum mezi odborníky na počítačovou bezpečnost.

Kvantové počítače

Dalšího pokroku bylo dosaženo u qubitů z uvězněných iontů. Zde hodně záleží na návrhu procesoru. Pokud máte uvězněné ionty zafixované v jedné poloze, pak potřebujete komplexnější strukturu laserů pro jejich ovládání. Výzkumníci z Georgia Institute of Technology předvedli opačný design, kde naopak hýbou jednotlivými ionty a pomocí fixního laseru s nimi pak manipulují. Demonstrována byla například dvou-qubitová brána, která ionty kvantově prováže.

Podobným směrem se vydali i výzkumníci z University of Amsterdam, kde pro pohyb jednotlivých nebo skupin uvězněných iontů používají optické pinzety. Tedy, pomocí optické pinzety vybereme dva ionty, které změní potenciál a následně využitím elektrického pole provedeme danou kvantovou operaci, např. kvantové provázání. Výhoda této metody je, že dané ionty nemusejí být vedle sebe. Naopak nezáleží na vzdálenosti mezi nimi.

Na tomto blogu najdete pěkné shrnutí v současnosti dostupných kvantových počítačů online, tedy přes cloud včetně cen.

Kvantový software a algoritmy

Je to již 20 let, co byl Shorův algoritmus demonstrován na skutečném počítači. Konkrétně dokázal faktorizovat číslo 15. Krásný pohled do historie tohoto algoritmu a prvních kvantových počítačů najdete na blogu IBM. To mě přivádí k zamyšlení. Dostane někdy realizace kvantového počítače nebo algoritmu Nobelovu cenu?

Německo spouští program QuaST (Quantum-enabling Services and Tools for Industrial Applications) jehož cílem je vyvinout a poskytovat řešení, toolbox, knihovny, které automaticky rozkládají řešení na části vyžadující buď klasické, vysoce výkonné, nebo kvantové výpočty podle zadaného problému. Kvantová část pak bude připravená a optimalizovaná na konkrétní hardware. Projekt bude placen z německé státní kasy a povede ho sedmičlenné konsorcium akademických institucí i soukromých firem (např. IQM a ParityQC).

Využití kvantových počítačů k kterých jste možná neslyšeli. Tak zní titulek zajímavého článku na Quantum Zeitgeist. Pravidelní čtenáři budou vědět. Pro ostatní: kvantové hry, kvantová hudba, kvantové zpracování obrazu nebo kvantový slovník – aneb struktura klíč/hodnota u kvantových dat. Více v článku.

Microsoft rozdává 500 USD pro vyzkoušení si výpočtů na kvantových počítačích pro nové (free) účty na Azure. Ideální na vyzkoušení. Pak lze podat žádost o grant na kredity v hodnotě 10 000 USD na konkrétní projekt.

Kvantová kryptografie

Cambridge Quantum si nechalo provést studii ohledně kvantové (ne)bezpečnosti a její vnímání a připravenost. Průzkum proběhl mezi odborníky na počítačovou bezpečnost. Výběrem: 70% odborníků očekává, že kvantové počítače opravdu rozlousknou současná asymetrická šifrování ◆ 61% expertů si myslí, že současná šifrování mohou být kompromitovaná již za dva roky ◆ jen 41% se na tuto hrozbu začalo nějak připravovat ◆ a jen 20% z nich už dělá konkrétní kroky ◆ 98% společností přiznává, že v této oblasti mají nulovou expertízu ◆ a 22% společností věří, že jsou připraveni na kvantový útok již dnes ◆ zároveň 81% společností má svá data ve veřejných cloudech ◆ 47% společností potřebuje zabezpečit svá data na 5 a více let ◆ více viz odkaz.

Národní programy

Rusko se přidává do skupiny zemí, které mají své národní kvantové projekty. Rusko konkrétně zřizuje národní kvantovou laboratoř National Quantum Laboratory (NQL). Ta bude zapouzdřovat již existující konsorcium vedené společností ROSATOM. V konsorciu jsou např. National Research University Higher School of Economics (NRU HSE), The National University of Science and Technology (MISIS), Moscow Institute of Physics and Technology – National Research University (MIPT-NRU), P. N. Lebedev Physical Institute of RAS, Russian Quantum Center and Skolkovo Foundation. Cílem je vylepšit stávající a postavit nové laboratoře a vybavit je. Například velká laboratoř vznikne ve Skolkovo. Cílem je také i přilákání expertů ze zahraničí.

Vzdělávání

Qiskit a IBM minulý rok organizovali letní školu zaměřenou na kvantové strojové učení. Nyní Qiskit zpřístupnil materiály z této školy ve formě online kurzu. Ten je součástí nové učebnice Qiskit, která je zatím v beta verzi. Kurz najdete zde.

Článků (samozřejmě amerických) ohledně toho, jak USA nesmí ztratit dech v kvantovém závodě je habaděj. A vždy je jednodušší radit, než konat. Nicméně exekutiva v USA si toho je vědoma i včetně toho, že důležití jsou hlavně lidé a talenty, které věci rozumí. A ty je potřeba přilákat, aby pracovali i pro vládu. V USA na toto téma měli workshop a nyní z něj máme i veřejné výstupy. Nalezli hlavní tři výzvy: 1) platy kvantových expertů v průmyslu jsou mnohem větší než federální platy, 2) nízká úroveň náborových procesů a 3) mylné představy o práci ve státní sféře a možnostech kariérního růstu. Dokument samozřejmě diskutuje i možná řešení.

BAYES Business School London spustila online kurz na kvantové strojové učení pro finanční sektor.

Byznys, investice, granty

Strangeworks a Entangled Networks oznámili spolupráci. Entangled Networks je startup, který pracuje na software a hardware pro výpočty za použití vícero kvantových procesorů. Jinak řečeno řeší distribuované výpočty za použití kvantových počítačů. Cílem partnerství je přivést toto řešení od Enetnagled Network na trh skrze ekosystém Strangeworks.

Spolková země Bavorsko oznámilo záměr investovat 300 milionů EUR do „Munich Quantum Valley“, tedy Mnichovského kvantového údolí. Tyto peníze budou distribuovány, spolu s dalšími z Německé státní kasy, skrze bavorskou grantovou agenturu. Cílem je vytvořit nové centrum Center for Quantum Computing and Quantum Technologies (ZQQ), kde se bude pracovat na kvantových počítačích s qubity na bázi supravodivosti, uvězněných iontech a neutrálních atomech. Dalším cílem je vytvořit technologický park a akcelerátor, který by měl pomoci s kvantovými technologiemi na trh. Základ tohoto údolí tvoří několik univerzit (Ludwig-Maximilians-Universität München, the Technical University of Munich, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg ), akademií věd (Bavarian Academy of Sciences and Humanities), výzkumných institucí (Fraunhofer-Gesellschaft, Max Planck Society) a German Aerospace Center.

The Quantum Insider vydal Quantum Security report, kde poskytuje náhled na některá očekávání. Například, jejich odhad je, že kvantově bezpečnostní trh dosáhne hodnoty 10 miliard USD v roce 2030 s roční mírou růstu 50%. Tento trh je do jisté míry nejhlasitější. Máme to SPAC Arqit, velké investice do PQShield nebo Quantropi ale i exportní omezení v USA a Číně.

IBM oznámilo plán spustit IBM Quantum System v Kanadě, Quebec. Jednalo by se již o páté nasazení IBM Quantum System mimo USA.

InfinityQ uzavřelo další investiční kolo. InfinitiQ pracuje na analogovém kvantovém počítači na bázi umělých atomů.