Tento týden přinesl pár zajímavostí. IonQ s Duke University přišli s multiqubitovou bránou. Pak tu mám hodně zajímavý příspěvek o hype v kvantových počítačích či jedno demonstraci, kde kvantový počítač je lepší než klasický. A pár krátkých novinek. Jo a D-Wave jde na burzu skrze SPAC.

Kvantové počítače

Kvantové technologie, ale hlavně kvantové počítače trpí hypem a „overpromising“ tedy něco jako nadměrnou propagací a přehnanými očekáváními a sliby. Takový stav věci může být částečně užitečný, ale může vést i k bublině, která splaskne a dostaneme se do něčeho, co nazýváme „kvantová zima“. K tomuto tématu se na arXivu objevila publikace „Mitigating the quantum hype“, která pěkně popisuje co je to hype, jak konkrétně se projevuje u kvantových počítačů, kdo a proč k tomu přispívá, jaké mohou být důsledky a co proti tomu lze dělat. Super čtení a doporučuji jej každému, kdo se o tuto oblast významně zajímá.

Výzkumníci z Bar-Ilan University udělali zajímavý experiment. Hráli hry s kvantovými a klasickými počítači. Jedná se o kolaborativní hru, kde jednoduše řečeno, hráči musejí vyřešit nějakou úlohu, ale nemohou spolu přímo komunikovat. Avšak kvantoví hráči mohou použít ne-lokální komunikaci (kvantové provázání). Zde, klasický počítač je limitován 87.5% šancí na úspěšné řešení. Cokoliv za touto hranicí by ukazovalo na kvantovou výhodu (bez ohledu na počet qubitů, výhoda je v silnější korelaci). Výzkumníci hráli hru na IBM Melbourne, Boeblingen, IonQ, Honeywell H0 a H1. Nejhůře dopadl IBM Melbourne, který je blízko hranici, kdy řešení je čistě náhodné. Ostatní se blíží k hranici kvantové výhody, ale jediný kvantový procesor H1 se dostal přes na 97%. To říká, že H1 je poměrně dobře fungující kvantový počítač s dobrým potlačením chyb. Alespoň pro malé kvantové obvody. Poznamenejme, že ideální kvantový počítač by měl být schopný dosáhnout 100%.

Výzkumníci z IonQ a Duke Univerzity přišli s novou kvantovou operací, která působí na několik qubitů zároveň. .Jedná se o N-qubitovou Toffoliho bránu, která převrátí vybraný qubit pokud všechny ostatní qubity jsou v určitém stavu. Jedná se obecně o důležitou bránu používanou v mnoha algoritmech (Groverův vyhledávací algoritmus, VQE, …). Obvykle se skládá ze série dvou- a jedno-qubitových operací. Tohle by mohlo znamenat významný pokrok, protože tím můžete ušetřit velkou řadu kvantových operací a času. Tohle by mohlo být eso pro qubity z uvězněných iontů.

Kvantový software a algoritmy

Společnost QunaSys, která pracuje na kvantových algoritmech pro chemii, bude hostit Quantum Chemistry Challenge v rámci QHack 2022. Cílem hackathlonu je přijít s novými use cases pro kvantové algoritmy v chemii. Registrace jsou ještě otevřené.

Programování kvantových počítačů je v jistém smyslu stejné jako to klasické. Lidé píšou kódy a dělají chyby. V případě kvantových počítačů tu máme ale i nový druh chyb – kvantové chyby. Dle analýzy dostupných kódů, je takových chyb zhruba 40%!!! Problém kvantových chyb je, že ovlivňují váš výsledek. Pěkné zamyšlení na toto téma najdete zde.

Národní programy

Francie otevřela výzvy pro svůj program Quantum PEPR (Priority Research Programme and Equipment). Cílem je podpořit projekty pro následujících 5 let v šesti oblastech (škálovatelné kvantové počítače, kvantové simulátory a akcelerátory, kvantové senzory, kvantově odolné krypto, kvantové senzory v kvantové síti a tzv. enabling technologie, např. chlazení, speciální kabeláře, elektonika s nízkým šumem, atd.). Cílem je podpořit výzkum a vývoj technologií na stupni TRL 1-4 a dovést Francii na světovou špičku.

Kanada konzultuje své kvantové aktivity se širokou veřejností. A nyní vydala report, který sumarizuje tuto komunikaci a poskytuje zjištění, nápady pro další formování kanadské kvantové strategie. Mezi hlavni nálezy patří: čas na akce je právě teď a to na všech frontách ◆ kritická je výchova a získávání talentů ◆ zatím není možné určit, které technologie kvantový závod vyhrají. Proto jsou potřeba větší a širší investice ◆ připravený kanadský rozpočet pro kvantové aktivity je malý v porovnání s hlavními konkurenty ◆ je potřeba informovat a vzdělávat budoucí koncové uživatele ◆ kanadský trh je malý, od začátku je potřeba spolupracovat s institucemi a firmami ze zahraničí ◆ klíčové jsou spolupráce uvnitř Kanady ale i ty mezinárodní.

Byznys, investice, granty

A máme tu další výzkum, který odhaduje velikost kvantového trhu, tentokrát od konsorcia QED-C. Za rok 2021 se odhaduje, že do kvantových technologií přiteklo zhruba 490 milionů USD. A to by každý rok až do 2024 mělo růst o zhruba 22%. Ale je tam i mnohem více zajímavých dat.

Finský startup Algorithmiq získat 4 miliony USD v rámci seed investičního kola. Algorithmiq pracuje na kvantovém řešení pro farmaceutický průmysl.

Startup Quantum Motion otevřel v Londýně největší nezávislou kvantovou laboratoř ve Spojeném království. V laboratoři se bude pracovat na spinových qubitech s využitím křemíkových čipů.

Kanadská společnost D-Wave Systems se rozhodla vstoupit na burzu NYSE skrze proces SPAC (spojení se s prázdnou schránkou, která na burze již je) se společností DPCM Capital, Inc. (NYSE: XPOA). Celkové ohodnocení by mělo být 1.5 miliard kanadských dolarů.

V Kanadě nám ze stealth módy vylezla společnost Nord Quantique a zároveň oznámila seed investice v hodnotě 9.5 milionů kanadských dolarů. Společnost pracuje na supravodivých kvantových čipech. To co dělají jinak je, že čip navrhují zcela od nuly se záměrem co nejlepší odolnosti vůči kvantovým chybám.

Bílý dům dal kvantové technologie na tzv. Critical and Emerging Technologies List, tedy seznam technologií, které mají nebo budou mít zásadní dopad na bezpečnost USA a USA by se měly snažit zůstat/stát se lídry v těchto odvětvích.

Rigetti a Zapata spolu už nějaký čas spolupracují. Nyní oznámili, že Zapata do svého ekosystému na vývoj kvantových algoritmů Orquestra implementuje i kvantovou cloudovou platformu od Rigetti se zřetelem na podnikové aplikace většího rozsahu. V tomto smyslu se vytváří další kvantový full-stack ekosystém.