Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.
Kvantovky v Česku
Další Češi posílají peníze do kvantového startupu, tentokrát Presto Tech Horizons (spojení Presto Ventures a Czechoslovak Group), investují do amerického startupu BlueQubit. Kromě Presto Tech Horizons do BlueQubit investoval také český DEPO Ventures. BlueQubit je kvantově-softwarový startup, který vyvíjí platformu, která slouží jako simulační platforma pro testování a provoz kvantových programů a algoritmů a jako takový je hardwarově nezávislý. Nicméně snaží se úzce spolupracovat i s výrobci kvantových počítačů, např. Xanadu, či jsou i nositeli DARPA projektu.
Roční přehledy a predikce
Konec roku je za dveřmi a to je i čas, kdy se vracíme k této rubrice, kde je to o článcích, které sumírují uběhlý rok a dávají predikce do toho dalšího.
The Quantum Insider: Top 10 Quantum Technology Business Stories of 2024. Jaké jsou nejlepší příběhy za 2024? 1) Velké peníze, co dostalo PsiQuantum od Austrálie; 2) 300 milionová investice do Quantinuum a valuace na 5 miliard, USD samozřejmě; 3) Konec Zapata AI; 4) Omezení vývozu z USA do Číny; 5) Roadmapa IBM; 6) První komerční kvantový systém ve Švédsku; 7) Opět PsiQuantum a jejich plány na megatovárnu v Chicagu; 8) NVIDIA a kvantum; 9) Investice do Quantum Source a 10) A zisk D-Wave 175 milionů z nové emise akcií.
Kvantové počítače
Quantinuum dosáhlo významného výsledku vytvořením 50 logických qubitů s entanglementem a přesností přesahující 98 %. Zde se výzkumníkům podařilo vytvořit tzv. GHZ stav, tedy stav, kde máme padesát na padesát samé nuly nebo samé jedničky. Vytvoření takto velkých GHZ stavů je velmi náročný a zahrnuje i poměrně obsáhlý kvantový obvod. Jedná se o velmi slušný nový rekord. Navíc zde použili 52 fyzických qubitů k vytvoření 50 logických qubitů. No, ono to vlastně není 50 logických qubitů, ale ve skutečnosti korekční mechanismus, který je schopný detekovat jednu chybu v jeden moment napříč 50 qubity. Tato demonstrace, založená na architektuře Quantum Charge-Coupled Device (QCCD), využila all-to-all konektivitu, měření během výpočtu a možnosti dynamického přizpůsobení výpočtů. Společnost také představila pokroky v kvantové korekci chyb, včetně jednorázových metod, které výrazně zrychlují opravu chyb během výpočtů.
Izrael představil svůj první domácí kvantový počítač s 20 qubity, založený na supravodivé technologii. Projekt byl realizován ve spolupráci mezi Israel Innovation Authority, Israel Aerospace Industries (IAI), Hebrew University, a Yissum, což je její technologický transferový institut. Tato kvantová infrastruktura je určena pro obranné i civilní aplikace, přičemž klade důraz na design, simulaci a integraci praktických aplikací. Tímto se Izrael postavil po bok pár zemí, které kompletně postavily svůj domácí kvantový počítač.
Společnost Planckian představila novou architekturu pro supravodivé kvantové čipy, která řeší problém složitého vedení a umožňuje efektivní škálování. Tento inovativní „pásový dopravník“ využívá sdílené řídicí linie k manipulaci s qubity, což dramaticky snižuje počet externích drátů potřebných pro univerzální kvantové výpočty. Architektura zahrnuje pokročilé operace, jako je tříqubitová Toffoli brána, což umožňuje výrazně snížit počet fyzických qubitů a zároveň zvyšuje počet operací na více qubitech v jednom kroku. Tento design přináší snížení termálního šumu a nákladů na kontrolní zařízení a otevírá cestu k odolným a škálovatelným kvantovým počítačům, které mohou být realizovány s aktuálními supravodivými technologiemi.
Čínští vědci představili kvantový počítač Zuchongzhi 3.0, který s 105 qubity (údajně) dosahuje výkonu srovnatelného s procesorem Willow od Googlu, což má zdůrazňovat paritu mezi Čínou a USA v závodech o kvantovou nadvládu. Zuchongzhi 3.0, vyvinutý týmem vedeným Panem Jianweiem z University of Science and Technology of China, vykazuje vysokou přesnost a stabilitu v operacích s qubity, prý podobně jako Willow. Google s Willow již demonstroval pokročilou kvantovou korekci chyb, která zlepšuje spolehlivost kvantových strojů. Čínský tým plánuje podobné techniky implementovat do Zuchongzhi 3.0 v následujících měsících, což by mohlo dále zúžit rozdíl mezi kvantovými a klasickými počítači. Komentář: dosud platilo, že čínské kvantové procesory jsou kvalitativně hodně daleko za těmi západními. Avšak v tomto případě na základě jejich preprintu se Zuchongzhi 3.0 oproti předchůdci 2.0 velmi, ale velmi zlepšilo a začíná být konkurenceschopný se západem.
Výzkumníci z IBM Quantum ukázali, že jednoduché techniky strojového učení (ML) mohou výrazně zlepšit efektivitu korekce chyb v kvantových výpočtech (Quantum Error Mitigation, QEM) při zachování přesnosti. Namísto složitých fyzikálně založených přístupů testovali modely jako grafové neuronové sítě a nakonec zjistili, že náhodné lesy (random forests) nabízejí výjimečný výkon s minimálními náklady. Tento model dokáže identifikovat vztahy mezi šumem a ideálními výstupy kvantových obvodů a umožňuje dosáhnout 2násobného snížení provozních nákladů a času výpočtů. Například experimenty trvající 80 hodin lze zkrátit na 40 hodin.
Kvantová a post-kvantová bezpečnost
WISeKey oznámilo, že 14. ledna 2025 ve spolupráci se SpaceX spustí na oběžnou dráhu nové generace satelitů WISeSat, které jsou připraveny na post-kvantovou éru. Tyto satelity integrují pokročilé čipy SEALSQ s post-kvantovou kryptografií (PQC) a WISeKey Root of Trust, což zajišťuje bezpečné a šifrované propojení pro IoT zařízení. WISeSat poskytuje globální konektivitu, end-to-end zabezpečení a díky PQC odolnost vůči budoucím hrozbám spojeným s kvantovými počítači. Satelity mají nízké náklady a škálovatelnost, což umožňuje bezpečné využití IoT technologií v oblastech, jako jsou logistika, zemědělství a infrastruktura, i v těžko přístupných lokalitách.
Výzkumníci z Beijing Academy of Quantum Information Science, University of Science and Technology of China a další demonstrovali 546 km dlouhý terénní test tzv. twin-field kvantové distribuce klíčů (QKD) pomocí nezávislých optických frekvenčních hřebenů, který umožňuje bezpečnou komunikaci na dlouhé vzdálenosti bez nutnosti opakovačů. Experiment dosáhl rychlosti bezpečného klíče 0,53 bitů/s na symetrických linkách.
Australská ASD oznámila, že metody jako SHA-256, RSA, ECDSA a ECDH nebudou schváleny pro použití po roce 2030, přestože se dosud považovaly za bezpečné. Důvodem je urychlení přechodu na post-kvantové standardy, jako jsou FIPS 203 (ML-KEM) a FIPS 204 (ML-DSA), aby se předešlo rizikům spojeným s kvantovými počítači. Migrace zahrnuje zavedení robustnějších hashovacích algoritmů (např. SHA-384) a vyšších parametrů bezpečnosti u RSA a eliptických křivek, přičemž současné metody budou zcela nahrazeny. Tento krok představuje významnou výzvu pro globální infrastrukturu, kde se tyto technologie stále masivně využívají.
Kvantové technologie
Výzkumníci z University of California, Berkeley a Lawrence Berkeley National Laboratory vyvinuli nový systém chemické detekce, který kombinuje kvantové senzory s nanodiamanty obsahujícími dusíkové defekty (NV centra) a mikrotekutin. Tento systém umožňuje vysoce přesné měření s minimálním množstvím vzorku, využívá drobné kapky tekutiny jako reakční komory a detekuje změny pomocí opticky detekované magnetické rezonance (ODMR). Při testování bylo dosaženo detekční hranice až 100 nanomolů pro paramagnetické ionty, což otevírá cestu pro přenosné diagnostické přístroje, monitoring buněčného metabolismu a analýzu životního prostředí.
Kvantový byznys, investice a politika
Indický BosonQ Psi (BQP) v rámci investičního kola Seed-I získal přes 3 miliony USD. BQP pracuje na fyzikálních simulacích pomocí kvantových počítačů.
Australská vláda oznámila investici 18 milionů AUD do kvantových technologií v rámci programu Critical Technologies Challenge Program (CTCP). Tento program se zaměřuje na čtyři klíčové oblasti: biosekurita, zdraví původních obyvatel, optimalizace dodavatelských řetězců a energetických sítí. Tato iniciativa staví na národní kvantové strategii a cílem je urychlit adopci kvantových technologií a zvýšit investice soukromého sektoru.
Kvantové počítače pro Lucembursko a Nizozemsko v rámci projektu EuroHPC JU byly podepsány. Pro připomenutí, první český kvantový počítač, který bude v Ostravě, vzešel ze stejného programu. V Lucembursku bude mít 10 spinových polovodičových qubitů a v stejné qubity v Nizozemsku avšak minimálně 16.
Americký SandboxAQ získal dalších 300 milionů USD na další vývoj AI a to konkrétně zaměřený na jejich software pro simulaci a vývoj nových molekul a léčiv, které kombinují AI i kvantum.
Další indický startup Quanfluence získal seed investici za 2 miliony USD. Quantfluence se zabývá integrovanou fotonikou a pracuje na tzv. Time-Multiplexed Optical Coherent Ising Machines. Ačkoliv inspirované kvantovou fyzikou, tak se jedná o klasický systém, ale s jiným přístupem, než jsou klasické počítače. Konkrétně toto zařízení může být vhodné na optimalizační úlohy.
A nyní dokončíme úplně první novinku o BlueQubit. Ten ve svém seed kole vybral celkově 10 milionů USD, což na kvantově-softwarový startup je docela dost na seed.
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.