Pravidelný týdenní přínos vybraných novinek ze světa kvantových počítačů, kvantových sítí a komunikace, kvantových technologií a kvantového byznysu.

Kvantová fyzika a informatika

Výzkumníci z Max-Planck-Institut für Quantenoptik uvěřili koncept společných kvantových výpočtů na kvantových systémech ve dvou různých laboratoří. Konkrétně spojili jeden qubit v jedné laboratoři s druhým qubitem v druhé laboratoři 60m daleko pomocí optického kabelu. Efektivně tak vytvořili dvouqubitový systém, na který pak úspěšně aplikovali dvouqubitové operace. Konkrétně provedli CNOT operaci s fidelitou >80%. Jedná se o jeden z prvních kroků k distribuovanému kvantovému počítání.

Kvantové počítače

Čínský start-up SpinQ Technology představilo svůj plán ještě letos provádat své stolní kvantové počítače. Konkrétně byl ohlášen kvantový počítač SpinQ Gemini, který by měl stát 5 000 USD a obsahuje dva qubity na bázi jaderné magnetické rezonance. Cílem není komerční sféra, ale je určen pro vzdělávací účely. I jen pomocí dvou qubitů můžete demonstrovat např. Deutchův nebo Groverův algoritmus. Dodejme, že se nejedná o první stolní kvantový počítač od této společnosti. První nabídli již minulý rok, avšak stál 50 000 USD a vážil 55 kg.

Quantum Computing Inc. spustilo program QikStart jehož cílem je pomoci partnerům urychlit přechod a využití kvantových zdrojů. Program je konkrétně určen pro programátory bez znalosti kvantového programování kteří hledají praktická řešení pro komplexní optimalizační problémy.

Quantum Ethics vydali minidokument jehož cílem je upozornit na různé etické záležitosti přicházejícími s kvantovými technologiemi a jejich potenciálem změnit blízkou budoucnost.

V Německu vnikl nový program GeQCoS (German Quantum Computer based on Superconducting Qubits) jehož cílem je vyvinout kvantový počítač na bázi supravodivých qubitů za použití nových inovativních konceptů a vylepšení. Konkrétně se jedná např. vylepšení fyzických qubitů díky novým materiálům a výrobnímu procesu, optimalizované řízení qubitů a nový koncept pro větší konektivitu mezi qubity.

Microsoft konečně pro veřejnost zpřístupnil Preview verzi svého Azure Quantum. Připomeňme, že se jedná o plnohodnotný cloudový kvantový ekosystém s knihovnami, kvantovými programovacími jazyky i prostředím, přístupem ke kvantovým počítačům i třetích stran (Honeywell, Toshiba, IonQ, QCI) ale i softwarového řešení třetích stran (1Qbit). Microsoft tradičně nabízí i podporu formou webinářů, workshopů ale i kontaktem s kvantovými experty.

A v Německu vznikl další projekt pod názvem SEQUOIA. Projekt se chce zaměřit na tři klíčové aktivity: 1) návrh a vývoj kvantových aplikací pro demonstraci výhodnosti kvantových počítačů; 2) implementace softwarových knihoven pro přístup ke kvantovým systémům za pomoci zavedení standardů pro formát dat i rozhraní; a 3) definování modelu, který popisuje tzv. „best practices“ pro vývoj pro kvantové počítače.

IBM publikovalo svůj plán vývoje (roadmap). Tento plán navazuje již na předchozí plán vývoje kvantových procesorů a popisuje plány pro vývoj software. Celý balíček se skládá ze tří vrstev – jádro, kvantové algoritmy a modely. V plánu jsou například měření qubitů i během výpočtu a znovupoužití qubitu, možnost IF struktury, vylepšení hybridních systémů a další moduly pro Qiskit Aqua.

Nový projekt QLSI (Quantum Large-Scale Integration with Silicon) vzešlý z Quantum Flagship z EU si dává za cíl vyvinout kvantové počítače na bázi křemíkových spinových qubitů. Konkrétně chtějí vytvořit 16-qubitový počítač s využitím průmyslově dostupnými technologiemi pro výrobu křemíkových čipů. Dále chtějí demonstrovat fidelitu >99%, vytvořit cloud s online přístupem a ekosystémem okolo a chtějí vytvořit dokumentaci, která popíše jak dosáhnout více než 1000 qubitů. Členy projektů je 19 týmů napříč Evropou.

Kvantové počítače a IoT. Co by mohly mít společného popisují na BBN Times. Možné propojení se nabízí pro zpracování a optimalizace dat z IoT, kterých se očekává enormní množství; zrychlení autorizace a verifikace; a kvantově odolná kryptografie.

Kvantové technologie

Výzkumníci z Army Research Laboratory přišli s vylepšeným RF kvantovým přijímačem. Je postaven na Rydbergových atomech a zvládne přijímat AM a FM signály na frekvencích nula až 20 GHz. Rydbergovy atomy jsou vysoce excitované atomy, které mají velký dipólový moment a jsou citlivé na elektrické pole. Výhoda je, že jsou schopny detekovat různé rádiové frekvence nezávisle na velikosti samotné antény. Dnes, pokud chcete přijímat signály o dlouhé vlnové délce (mal0 frekvence), tak potřebuje velké rozměry antény, řádově 1/4-1/3 vlnové délky.

Vědci z Japonska (Japanese National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology) vyvinuli nový kvantový chemický senzor na bázi kvantových teček pro medicínské účely. Konkrétně byl senzor navrhnut na detekci látek signalizujících tzv. oxidační stres nebo elementů vytvářejících reaktivní formy kyslíku, které jsou škodlivé pro naše tělo.

Vědci z japonského RIKEN přišli s novým kvantovým induktorem. Induktor je zcela elementární elektrosoučástka, kterou najdeme téměř všude. Její kvantová verze má výhodu velmi malých rozměrů, což umožní další úroveň miniaturizace elektroniky.

Kvantový byznys a investice

Čínský start-up Qike Quantum dosáhl investice 50 milionů CAD v tzv. andělském investičním kole. Startup se zaměřuje na miniaturizované elementy pro kvantové sítě ale má i ambici postavit 100 qubitový kvantový počítač z uvězněných iontů.

Pasqual dá přístup ke svému 100-qubitovému počítači společnosti CINECA, která pro své klienty zprostředkovává přístup k výkonným výpočetním zdrojům.