Poslední týden byl velmi různorodý na různá témata. Ukažme například na záhadné patenty okolo kvantových počítačů od AMD, nový algoritmus vhodný pro chemické simulace na bázi Bayesovy statistiky a také tu najdete odkaz na článek v češtině s více detaily o EuroQCI projektu v ČR.

Obrázek týdne: Oscar-Qube – kvantový magnetometr od studentů z University of Hasselt. Kredit: Oscar-Qube–J. Gorissen

Kvantová fyzika a informatika

Jednou z náročných součástek u kvantových sítí je stabilní zdroj fotonů, který spolehlivě zakóduje informaci do kvantového stavu jednotlivých fotonů. Hlavně je výroba takových zdrojů i velice drahá. Výzkumníci z University of Technology Sydney přišli s novým zdrojem fotonů, který splňuje všechny požadavky a navíc náklady na výrobu jsou na úrovni 20 USD. Jedná se o tzv. 2D materiál z nitridu boritého zvaného také jako bílý grafen díky své hexagonální struktuře. To vše včetně i optických vlnovodů se podařilo integrovat na čip.

Kvantové počítače

Indické ministerstvo elektroniky a informačních technologií vydalo toolkit QSim pro simulaci kvantových počítačů. QSim byl vyvinut za pomoci tří institucí a je určený hlavně na vývoj algoritmů a pro výuku studentů. Na druhou stranu tu není vidět navázání na žádnou z konkrétních hardwarových platforem a i otázka zůstává ohledně schopnosti simulovat šum a kvantové chyby.

AMD v nedávné době získalo dva velmi neobvyklé patenty týkajících se kvantových počítačů aniž by to byla jakákoliv zmínka, že by AMD na něčem kolem kvantových počítačů pracovalo. Navíc i obsah patentů vypadá zvláštně. Vypadají jako aplikace mechanizmů z klasických procesorů na ty kvantové ale zároveň tam vůbec nejsou zmíněné pojmy jako je čas koherence, fidelita bran atd. Takže to nevypadá zatím na úplně seriózní kvantový výzkum v AMD. Nějaké další počtení na toto téma i tady.

Kvantový software a algoritmy

Microsoft vydal malou JavaScriptovou knihovnu quantum-viz.js pro vizualizaci kvantových obvodů. Vynikající nástroj, pokud chcete prezentovat nějaký obvod a nechce zabíhat do Pythonu a dalších.

Výzkumníci z Osaka City University přišli s novým Bayesovským kvantovým algoritmem, který je efektivnější pro výpočty elektronových stavů atomů nebo molekulárních systémů. Algoritmus se nazývá Bayesian phase different estimation (BPDE). Základní rozdíl je, že algoritmus se nezaměřuje na absolutní rozdíly v energií, ale jen na rozdíl samotný. A právě přesná znalost rozdílu je důležitá neboť často jsou mnohonásobně menší, než je energie absolutní. Nový algoritmus navíc lépe odolává šumu.

Kvantové sítě a kryptografie

Na Lupa.cz vyšel obsáhlejší článek ohledně EuroQCI projektu v ČR. Dočtete se tam nějaké další detaily i spekulace o možném vývoji kvantového počítače v ČR. Což o to, v Olomouci pracují na součástech, ze kterých by šel postavit optický kvantový počítač. Podobně v Praze na ČVUT se zkoumají plazmony, které jsou dalším možným kandidátem na qubit. Nicméně, dle informací autora zde zatím není žádný jasný plán na to postavit kvantový počítač v ČR. Spíše se spekuluje o nákupu, ale to je ještě v hluboké mlze.

Další společnost, která se zaměřila na službu typu Quantum Entropy as a Service je Quantropi z Kanady. V podstatě jde o službu, v rámci které jsou generovány silné kryptografické klíče za pomocí kvantových generátorů náhodných čísel, ty jsou zašifrovány kvantově odolným šifrováním a následně distribuovány zákazníkům po celém světě. Jejich beta verze pracuje velmi rychle. Na vzdálenost téměř 3 000 km (Ottawa-Edmonton) jsou schopni posílat klíče v objemu 100 Mbs a na vzdálenost 15 000 km (Ottawa-Singapore) v objemu 14 Mbs. 14 Mbs například odpovídá 55 000 32-bajtovým AES klíčům. Nemluvě o tom, že v porovnání s QKD, QKD je prakticky zanedbatelné.

Pěkně napsaný článek o tom, jak a kdy budou kvantové počítače hrozbou. Článek je od společnosti Arqit, ale není to jen sebe propaganda, naopak mohu doporučit hlavně začátečníkům v oboru.

Mezi Berkeley Lab a UC Berkeley vznikne testovací kvantová síť se třemi nody jejímž cílem je vývoj a budována softwarově řízené kvantové sítě zaměřené na aplikace, která by měla plně pracovat s kvantovým provázáním. Projekt se nazývá QUANT-NET a jedná se o pětiletý grant od DoE.

Kvantové technologie

Už i jako student se můžete podílet na velmi zajímavém projektu. Jedním takovým příběhem je skupina studentů z University of Hasselt v Belgii, kteří v rámci projektu Orbit Your Thesis! od Evropské vesmírné agentury (ESA) přišli s kvantovým magnetometrem na bázi NV center v diamantech. Tento magnetický senzor bude během tohoto týdne instalován na ISS. Cílem projektu je pak detailní zmapování magnetického pole Země.

Byznys, investice, granty

Britská kvantová kryptografická společnost Arqit možná také vstoupí na burzu NASDAQ skrze SPAD společnost CENH – Centricus Acquisition Corp.

ColdQuanta najalo nového CEO a rozdělilo svou činnost na tři divize. Divize jsou nyní Quantum Computing: kde pracují na full-stack kvantovém počítači; Quantum Research as a Service (QRaaS): poskytují výzkumné kapacity, laboratoře, zařízení a konzultace a ColdAtom Technologies (CAT): kde se zaměřují na jednotlivé součástky kvantových technologií, např. optické a magnetické pasti, vakuové komůrky, a jiné používané pro technologie uvězněných iontů, chladných atomů a jiných.

Francie a Nizozemí podepsali bilaterální dohodu s spolupráci v oblasti kvantových technologií.

V Japonsku byla založena asociace Quantum Strategic Industry Alliance for Revolution Q-STAR jejíž cílem je propagace kvantových technologií a jejich aplikací do celého komerčního ekosystému a podporovat spolupráci napříč průmyslem, vládou a akademickou sférou. Asociace již má 24 členů.