Tento týden přinesl hned několik novinek od Rigetti, ale i IonQ. Mám tu i novinku ohledně kvantově-inspirovaných algoritmech či pěknou práci, která vám na podnose nabízí přehled kvantových algoritmů pro NISQ počítače. A pak pár národních a byznysových novinek.

Kvantové počítače

Rigetti oznámil, že jeho 80-ti qubitový procesor Aspon-M-1 je už dostupný všem skrze cloud od samotné společnosti Rigetti nebo skrze cloud Amazon Braket.

Rigetti tento týden také oznámil dosažení fidelity 99.5% pro dvou-qubitovou bránu na své nejnovější generaci kvantových čipů. To na supravodivý qubity není špatný. Jen připomínám, pro nějaké rozumné výpočty potřebujeme tak 99.99% minimálně.

A u Rigetti ještě zůstaneme. Jejich procesor si vzali pod drobnohled výzkumníci z Fermi National Accelerator Laboratory kde mají zařízení zvané TOF-SIMS. Toto zařízení bylo původně navržené pro studium materiálů pro supravodivé magnety pro částicové experimenty, respektive urychlovače pro tyto experimenty. Zařízení dokáže nabídnout 3D pohled na nečistoty v supravodivém materiálů. A tak to vyzkoušeli i na supravodivý kvantový čip. Taková analýza pomůže zjistit jaké v „qubitu“ jsou nečistoty a zaměřit se na jejich odstranění, tzn. lepší výrobu. Právě nečistoty jsou jedním z důvodů dekoherence qubitů.

A tohle je zajímavé. Podle výzkumníků z Kanady by pořízení kvantových počítačů mohlo být ekonomicky výhodnější i ještě než dosáhnou kvantové výhody. Je to dané také tím, že v této práci definují kvantovou výhodu jako bod, kdy kvantový počítač může provést výpočet, který klasický nedovede. Ale tohle je spíše definice kvantové nadvlády (quantum supremacy). Pojem kvantové výhody (quantum advantage) naopak obvykle označuje bod, kdy kvantový počítač stejnou úlohu zvládne o něco rychleji než ten klasický…

IonQ uzavřelo spolupráci Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), která spadá pod americké ministerstvo energetiky. Cílem spolupráce je vytvořit domácí stabilní zdroj barya. Baryum je prvek, který IonQ začíná používat pro své qubity a dosahuje s nimi lepších výsledků než s předchozími ionty. Avšak baryum je poměrné vzácné, docela jedovaté a tak jeho získávání není úplně tak jednoduché.

Kvantový software a optimalizace

A máme tu další use case, tentokrát od NASA a Microsoftu. NASA má různá zařízení a vesmírné lodě ve vesmíru a klíčová je komunikace s nimi. K tomu používají satelity v Kalifornii, Španělsku a Austrálii. Nicméně vhodné rozvrhování komunikace, kdy které zařízení je dostupné na kterých anténách je netriviální optimalizační úloha. Tým z Azure Quantum přišel s řešením, které na začátku trvalo dvě a více hodin a postupně i pomocí kvantových optimalizací to stlačili na 16 minut. Některá řešení lze dosáhnout už za dvě minuty pomocí kvantově-inspirovaných optimalizačních algoritmů. Tedy, jak jsem psal už mnohem dříve, kvantově-inspirované algoritmy mohou být tím opravdu prvním produktem kvantových počítačů.

Výzkumníci ze Singapuru a dalších zemí si sedli, prošli přes 800 článků o algoritmech pro současné NISQ kvantové počítače a právě publikovali jejich přehled. To může být docela užitečná věc. Jeden z filozofických směrů je, že pokud chcete mít nějaký zisk již v době NISQ kvantových počítačů, tak ony algoritmy jim musíte hodně přizpůsobit. V takovém případě je možné v blízké budoucnosti se dostat k nějaké té kvantové výhodě.

Kvantové sítě a kryptografie

Společnost SpeQtral oznámila projekt SpeQtral-1. Jedná se o kvantový satelit pro kvantovou distribuci klíčů (QKD). Satelit by měl být vypuštěn v roce 2024. A ihned tento první satelit by měl být využit i komerčně pro první zákazníky. Dodejme, že se jedná o projekt ze Singapuru.

A máme tu nový demonstrátor QKD pro metropolitní sítě tentokrát od společností JP Morgan Chase, Toshiba a Ciena. Díky multiplexu (posílání více signálů v jednom kabelu najednou) dosáhli rychlosti až 800 Gbps (použili dvě spojení s 800 Gbps a osm spojení s 100 Gbps) a vzdálenost 70 km. Konkrétní výkon QKD je 258 AES-256 kanálů s rychlostí jeden klíč za sekundu. Nenechte se mýlit, těch 800 Gbps není rychlost kvantové komunikace, ale přenesených dat zabezpečených pomocí klíčů z QKD. Samotná QKD technologie je pak od Toshiby.

Kvantové technologie

ColdQuanta se společností Vescent budou pracovat na vývoji nových atomových hodin pro americké ozbrojené složky. Jedná se o součást programu CROC. V roce 2026 by výsledkem měly být nové atomového hodiny, alespoň na úrovni TRL 6. Konkrétně se bude jednat o atomové optické hodiny, poměrně malé velikosti s celkovou neurčitostí 10^-14s.

Národní programy

Izrael, konkrétně ministerstvo obrany, připravilo řádově 62.5 milionů USD na stavbu svého prvního kvantového počítače. Jsou tu dva směry výzkumu. První má za cíl postavit 20-qubitový procesor a to skrze budované konsorcium akademiků a soukromých firem, včetně mimo Izraele. Cíl je vychovat izraelské kvantové experty. Druhý směr je vybudování centra, které se bude zabývat vývojem kvantových počítačů ve smyslu full-stack vývoj. Cílem je mít své nezávislé kvantově počítací schopnosti.

Indie oznámila úmysl investovat 1 miliardu dolarů v příštích pěti letech do kvantových technologií. Ambicí má Indie více, například postavit 50-qubitový počítač do roku 2026, nebo očekávání vzrůstu kvantových startupů ze současných 14-15 na 400 až 500. Možnosti k tomu má. Indie, dle několika průzkumů, je zemí, která má v poměru k počtu obyvatel nejvíce talentů v oblasti kvantových technologií.

Byznys, investice, granty

Jste typ člověka, který našetřené peníze investuje a věříte kvantovým technologiím? Následující článek vás provede možnými nákupy akcií na burze, ETF apod.

Minule jsem psal o plánovaném vstupu D-Wave na burzu. Dnes přináším článek, který toto rozebírá včetně toho, jaké by mohly být přínosy pro celý kvantový ekosystém.

Honeywell očekává, že jeho dcera Quantinuum by měla do čtyř let dosáhnout zisku 2 miliardy USD. To je docela ambiciózní očekávání.

Rigetti a Ampere Computing (dělají čipy pro cloud) uzavřeli strategické partnerství zaměřené na vývoj hybridních kvantově-klasických počítačů. Prakticky Rigetti vezme svůj kvantový procesor a implementuje jej do čipu od Ampere. Asi ne doslovně s ohledem, že čip od Rigetti se musí chladit na mili Kelviny. Nicméně výsledný systém by se využitím měl zaměřit hlavně na strojové učení.

Izraelský kvantově-softwarový startup Classiq získal v rámci série B 33 milionů USD. Získané prostředky by měli umožnit se firmě rozrůst až čtyřikrát včetně otevření kanceláří různě po světě.

Qubits.cz komunita – přijďte si s námi popovídat!