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

Kvantové počítače

Archer je společnost z Austrálie, která vyvíjí svůj kvantový procesor _¹²CQ. Jedná se o qubit na bázi spinu elektronu umístěného na uhlíkové vodivé kouli. Takový qubit by měl fungovat i při pokojové teplotě. Nyní Archer udělal další krok, kdy prověřil elektrické vlastnosti qubitů, které jsou kritické. Výsledky jsou velice optimistické a snad se brzo dočkáme funkčního kvantového procesoru.

Tým výzkumníku z IBM ve Švýcarsku představil nový úspornější algoritmus pro skládání proteinů (protein folding). Skládání proteinů je problém typu NP-hard. Cílem je najít takové prostorové uspořádání s nejnižší energií. Skládání proteinů je důležitá součást při vývoji moderních léků. Navíc nesprávně složené proteiny mohou být příčinou neurologických onemocnění nebo alergie. Více o skládání proteinů na wiki. Úspory se podařilo dosáhnout díky lepší volbě modelu (Hamiltoniánu) a hybridního VQE algoritmu.

Dosud jsme slýchávali o Rydbergových atomech (atomy s velmi excitovaným elektronem) hlavně ve spojení univerzální RF přijímače. Vědci z University of Stuttgart z nich však staví kvantový počítač. Rydbergovy atomy jsou řádově tisíckrát větší než klasické atomy a mohou navzájem interagovat až na vzdálenost 5 mikrometrů. Experimentální systém má 50 qubitů a vědcům se podařilo aplikovat kvantové operace včetně kvantového provázání. Zatím stále pracují na vylepšení řízení a zvýšení fidelity. Součástí by měl být i cloud a možnost skrze něj na tomto procesoru počítat.

Výzkumníci z RWTH Aachen University přišli s praktickým návrhem implementace GKP kvantového opravného kódu pro supravodivé qubity. Původní teoretický návrh počítal s až neprakticky silným magnetickým polem. To se podařilo obejít vestavěným supravodivým obvodem, který je schopen tento opravný protokol implementovat. Pokud by se to podařilo dotáhnout do reality, mohli bychom mít supravodivý qubity s velmi vysokou kvalitou. Možná až téměř na úroveň, kdy 1 logický qubit ~ 1 fyzický qubit. Ale to je zatím spekulace.

Proslýchá se, že společnost IonQ by mohla vstoupit na burzu. Nikoliv přes IPO, ale skrze tzv. SPAC. Tedy že bude koupeno „prázdnou“ firmou, která již na burze je a je přesně k tomuto účelu určena. Co je na tom pravdy ukáže až budoucnost. Nicméně je to zajímavá informace pro ty, co mají rádi burzovní dobrodružství.

Současný a budoucí stav korekcích kvantových chyb (Quantum error correction – QEC) krásně shrnuje prof. Biercuk na IEEE Spectrum. QEC je právě ta věc, co z řady fyzických qubitů udělá jeden logický qubit. Tedy QEC se skládá z řady fyzických qubitů a spousty kvantových operací. A protože současné kvantové počítače jsou hodně nedokonalé, tak i v rámci QEC vzniká další spousta chyb. Ve výsledku, na současných kvantových počítačích je 10krát lepší nic nedělat než QEC nasadit. Podle Biercuka by se prvního logického qubitu dalo dosáhnout v roce 2021. Nicméně to nebude znamenat, že pak začneme produkovat perfektní logické qubity. Samotné QEC stojí na spoustě předpokladů a očekávání a nekonečných prostředcích. Ve výsledku, QEC nebude perfektní, ale alespoň nám pomůže vytvořit takové logické qubity, které budou mít poměrně dlouho dobu koherence.

Kvantové sítě a kryptografie

V Indii míří ke QKD síti za pomocí kvantových satelitů v rámci projektu QuEST. K tomuto cíli nyní učinili důležitý krok, kdy se jim podařilo demonstrovat bezdrátové QKD mezi dvěma budovami na vzdálenost 50 m.