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

Quokka Quantum – kvantový počítač k vám domů. Kredit: Eigensystems

Kvantové počítače

V Austrálii vznikl nový startup zvaný Eigensystems, který se bude zaměřovat na kvantové vzdělávací nástroje. A hned představil první plánovaný produkt zvaný Quokka Quantum. Jedná se o miniaturní kvantový počítač, který si do svého klasického počítače zapojíte skrze USB. Zatím nejsou podrobnější informace, ale co se již proslechlo, tak se bude jednat o simulátor kvantového počítače, který dokáže simulovat až 30 qubitů. A to není špatný. Pro simulování 30 qubitů potřebujte nějakých 16GB RAM a kdo má jen tak volných 16 GB RAM v notebooku. Pro zajímavost, 31 qubitů potřebuje 32 GB, 32 qubitů 64 GB a pod. Produkt cílí především na středoškoláky a jejich kvantové vzdělávání. Tomu také bude odpovídat celkové friendly software a prostředí. Navíc to bude umět i takové zbytečnosti jako propojení s novými brýlemi od Apple. Nicméně předpokládám, že to již na začátku vyprodají hlavně kvantoví nadšenci, zvláště pokud budou mít i sběratelské edice.

Sběratelské edice ve formě supravodivého kvantového počítače nebo kvantového počítače Pasqal na bázi neutrálních atomů. Kredit: Eigensystems.

Navzdory sankcím uvalených na Rusko se jejich program na vývoj kvantových počítačů dále vyvíjí. Zdejší výzkumníci z Rosatomu lokálním médiím popsali, že po úspěšném dosažení 20 qubitů (uvězněné ionty) nyní plánují se dostat minimálně na 50 qubitů ke konci roku 2024 (opět na bázi uvězněných iontů). Dále se zmiňuje i kvantový počítač s 25 qubity na „jaderné platformě“ – těžko říci co se tím myslí.

Keysight Technologies představilo svůj nástroj QuantumPro jako součást své Advanced Design System (ADS) platformy. Jedná se o nástroj pro kompletní návrh supravodivých kvantových počítačů – od schematického návrhu, přes vytváření rozvržení, elektromagnetické analýzy, simulace nelineárních obvodů až po extrakce kvantových parametrů.

Čínská média referují o tom, že země začala s masivní produkcí EZ-Q Fridge. Jedná se o kryogenické chladničky vhodné pro kvantové počítače. Pravděpodobně se jedná o další důsledek omezení exportu do Číny vedoucí k větší nezávislosti. Obecně moc výrobců, co umí něco takového vyrobit není.

Nizozemské QuantWare představilo svůj nový kvantový procesor Contraldo-D a Soprano-D. Nejedná se o celé kvantové počítače, ale jen čipy. Je to tedy vhodné pro zákazníky, kteří si počítač staví sami a chtějí si koupit jen samotné kvantové čipy. Oba procesory dosahují jednoqubitové fidelity 99.9% a dvou-qubitové 99.7%. Contraldo-D bude stát €60 000 a bude podporovat 4 nebo 5 qubitů a Soprano-D s cenou €300 000 podporuje 17, 19 a 21 qubitů. Tedy v principu opravdu další kandidát na kvantový počítač do Ostravy.

Udělejme si ještě jedno porovnání. nedávno jsem psal, že finské IQM bude prodávat kompletní kvantový počítač s 5 qubity pro vzdělávací potřeby za €1 milion. Tady vidíme, že 5-qubitový čip stojí €60 000, tedy zhruba 6% celé ceny. Zbytek je pak celý kryogenický systém, který je obzvláště drahý a to i na provoz, a systém pro řízení qubitů také není úplně nejlevnější.

Nový kvantový procesor od QuantWare. Kredit: QuantWare

Hardwarové drobky: nový systém pro řízení kvantových počítačů digital direct-synthesis (DDS) microwave front-end module (MW-FEM) pro OPX1000 od Quantum Machines. # Nová řada řídících systémů pro qubity SHF+ od Zurich Instruments.

Kvantový software a algoritmy

Výzkumníci z Quantinuum a Deep Mind od Google dali hlavy dohromady a vytvořili nové AI pro optimalizaci kvantových obvodů. Konkrétně toto AI je výborný specialista na snižování počtu tzv. T-bran. T-brána je jednoqubitová brána, která otočí qubit kolem ozy z (na Blochově kouli) o π/4. Obvyklé brány jako X, Y, Z otočí qubit kolem dané osy o celé π. Problém je hardwarově implementovat pootočení jen o π/4. Umíme to, ale zatím chybovost je docela velká, tedy nízká fidelita. Takže, pokud dokážete omezit počet takových bran, už jen tím zvýšíte fidelitu svého kvantového obvodu.

Kvantové vzdělávání

D-Wave system, známý výrobce kvantových annealerů, spouští vlastní kurzy na kvantové programování. Bohužel úplně nejlevnější to není.

Kvantová bezpečnost

Singapurský bankovní úřad Monetary Authority of Singapore vydal varování a doporučení bankám v Singapuru ohledně hrozby ze strany kvantových počítačů. Řešení jsou dvě, kvantová distribuce klíče (QKD) a post-kvantové šifrování (PQC). Jinak pro zajímavost, Singapur je docela silný v QKD oblasti.

Kvantový byznys, investice a politika

Kanadský startup Xanadu, který pracuje na fotonických kvantových počítačích, dostal podporu od Kanadské vlády v hodnotě  $3.75 milionů CAD. Xanadu prostředky použije hlavně na rozšíření vývoje jejich frameworku PennyLane a cloudový software pro kvantové strojové učení, kvantovou chemii a kvantové počítání. Tato kanadská investice je součástí národní snahy posílit svou pozici v kvantovém světe.

Francie uzákonila nový seznam citlivých technologií s velkým potenciálem. V důsledku toho se na položky v tomto seznamu začnou vztahovat omezení na export, zprostředkování služeb, technickou pomoc, přepravu a tranzit. A kvantové technologie tam patří také a jsou ještě dále rozčleněny do různých kategorií podle toho, jak třeba velký kvantový počítač mohou podpořit.