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

Kvantové počítače

Na některé kvantové simulátory se můžeme dívat jako na kvantovou analogii klasických FPGA, tedy něco jako FPQA, field-programmable qubit arrays. Jak si to celé představit a pochopit najdete tady.

Quantum Brilliance vydal svůj software Qristal SDK a Qristal Emulator. Vize Quantum Brilliance není stavět samostatné kvantové počítače, ale chtějí dělat kvantové počítače přímo integrované do HPC center jako tzv. akcelerátory. Tomu odpovídají i vydané balíčky, kde si uživatelé mohou vyzkoušet své kvantové a hlavně hybridní programy a algoritmy s podporou masivní paralelizace nebo jako embedded kvantové počítače. SDK může běžet přímo na hardware od Quantum Brilliance nebo simulováno na klasickém počítači. Emulátor pak používá technologii od NVIDIA cuQuantum. Zatím se jedná o veřejnou betu.

Kvantový software

AWS spustilo nový open-source software Palace „PArallel, LArge-scale Computational Electromagnetics“. Jedná se simulaci na principu konečných prvků pro precizní simulace elektromagnetických vln. V AWS používají tento software pro návrh hardware kvantových počítačů.

PASQAL na svém cloudu uvolnil emulátor EMU-TN, který je schopný emulovat kvantové procesory (simulátory) od PASQAL. Tento emulátor by měl sloužit uživatelům pomoci odhadnout nároky pro konkrétní algoritmy, které by chtěli spustit na reálném kvantovém hardware.

Minulý týden jsem přinesl novinku od Google a jejich logickém qubitu s kvantovým korekčním mechanismem. Tady najdete pěkný komentář, který popisuje, co to opravdu znamená.

Intel vydal jejich Quantum SDK ve verzi 1.0.

Q-Ctrl oznámilo, že ke svému software Boulder Opal, určenému k optimalizacím kvantového kódu na softwarové i hardwarové úrovni, přidal i AI nadstavbu, která pomáhá hlavně automatizací dříve manuálních úkonů. To se týká hlavně automatizované kalibrace systému. Navíc update podporuje AI lokálně i v cloudu, obě varianty vhodnější pro jiné využití.

Kvantové sítě

Už několikrát jsem psal o energetické a telekomunikační společnosti EPB v USA. Ta chce svým zákazníkům nabídnout i kvantovou metropolitní síť. A už se to rozjíždí. Síť samotná ve smyslu hardware bude postavena na produktech Qubitekk a dalších. Samotné řízení sítě bude obstarávat AliroNet od Aliro Quantum. Jedná se o komplexní software pro řízení sítě od API pro operátory, monitoring, nastavení koncových uživatelů, pooling, routing atd.

Španělský startup LuxQuantum představil svůj komerční systém NOVA LQ. Jedná se CV-QKD řešení pro metropolitní QKD sítě. Jejich systém může být integrovaný s telekomunikačními systémy a LuxQuantum k tomu vyvinul vlastní robustní systém pro opravu kvantových chyb.

Kvantová bezpečnost

SoftBank si na své síti vyzkoušelo hybridní PQC zabezpečení ve spolupráci s SandboxAQ. Zde slovo hybridní znamená kombinace PQC šifrování a klasického ECC šifrování. Tento typ hybridizace začíná poslední dobou být docela preferovaný. Myšlenka je, že klasické šifrování jako je ECC nebo RSA vás ochrání proti útokům klasickými počítači (kdyby byl PQC prolomen, jak se občas stává). Na druhou stranu PQC by měl uchránit proti útoku kvantovými počítači. Jen na doplnění, v případě QKD sítí se pak uvažuje hybridních QKD-PQC šifrování.

Francouzský startup Alice & Bob, který pracuje na kvantových počítačích s tzv. „cat qubits“. Cat qubits je další typ supravodivých qubitů, které jsou extra odolné vůči „bit-flip“ chybám. Pracuje na nich i Amazon/QWS. Zde, Alice & Bob ve své teoretický práci ukázali, že 256-bit Elliptic Curve Logarithm lze prolomit pomocí 126 133 cat qubitů za zhruba 9 hodin pomoc Shorova algoritmu. Dále, pro RSA-2048 by bylo zapotřebí 349 133 cat qubitů a čtyři dny.

Docela pěkný článek na téma „An Introduction to Post Quantum Cryptography“ najdete na TQI. Jako pravidelní čtenáři byste velkou část měli znát. Nicméně opakování je matkou moudrosti a navíc zde popisují a srovnávají řešení vybraných hráčů na trhu (Qrypt, Arqit, PQShield, Quantropi).

Kvantový byznys, investice, granty

Startup plancq získal další investici zhruba 1.4M EUR. Plancq je německý spin-out z Max-Planck-Institute  of Quantum Optics a Ludwig-Maximilians-University Munich a pracuje na kvantových počítačích na bázi neutrálních atomů Strontia.

To, že Čína nebo USA investují hodně do kvantových technologií je známé. Ale také jsou bohatí. Podívejme se nyní na pořadí zemí, které investují do kvantových technologií v poměru k jejich hrubému domácímu produktu. Pak pořadí je následující: Čína, Izrael, Nizozemí, Německo, Kanada, Francie, UK, Indie a USA.