Pravidelný týdenní přínos vybraných novinek ze světa kvantových počítačů, kvantových sítí a komunikace, kvantových technologií a kvantového byznysu.
Kvantové počítače
Výzkumníci z University of Waterloo přišli s novým hybridním klasicko-kvantovým přístupem. Dosud takové hybridní řešení vypadalo tak, že například pro variační algoritmy jsme klasickým algoritmem připravili nějaké parametry, které se optimalizovali po každém běhu kvantového variačního algoritmu. Samotný variační algoritmus je kvantový obvod s řadou kvantových bran. Nový hybridní přístup více využívá klasický procesor a u kvantového procesoru nepoužívá kvantové brány, ale jeho princip je založený na vytvoření žádoucího kvantově provázaného stavu a následnou aplikací sekvence měření jednotlivých qubitů. Takovýto hybridní variační algoritmus (measurement-based VQE) se vyznačuje větší efektivitou, menší náchylnosti ke kvantovým chybám a mnohem lepší aplikovatelnosti na fotonické kvantové procesory. Samotný vědecký článek najdete na PRL.
The Quantum Daily vydalo svůj kvartální Q2-2021 report, který především ukazuje pokračující nárůst soukromých investic do kvantových firem a vývoje.
IBM nyní ve spolupráci s německou Fraunhofer Society představila představil nejvýkonnější kvantový počítač v Evropě. Kvantový počítač IBM Quantum System One je provozován v Ehningen a disponuje 27 qubity (procesor Falcon). Jedná se o první kvantový počítač IBM mimo USA. Brzo by měl další následovat v Japonsku. V Německu tento počítač poslouží k vývoji budoucích aplikací a výcviku budoucí „kvantové pracovní síle“.
Výzkum na University of Wisconsin-Madison ukázal, že chyby v supravodivých qubitech mohou být korelovaný. Supravodivé qubity chladíme k absolutní nule z důvodu abychom minimalizovali interakci s prostředím a tedy chyby. I tak je to nedokonalé a musíme aplikovat opravy, například pomocí slavného surface kódu. Avšak ten funguje dobře za předpokladu, že chyby jsou nezávislé a ne korelované. Jedním z typických zdrojů chyb je kosmické záření, kdy procházející částice vytvoří náboj, který překlopí qubit, třeba z 1 na 0. Z tohoto výzkumu se však ukazuje, že velká část energie kosmické částice se deponuje ve formě vibrací, které na čipu mají velký dosah a taková vlna může pak překlopit více qubitů najednou. Což se právě i pozoruje. Tato práce pak také nastiňuje, jak změnit přístup k návrhu čipů, aby se tento typ korelovaných chyb eliminoval.
IonQ oznámil, že přístup k jeho kvantovému počítači si zákazníci mohou pořídit i na Google Cloud Marketplace. Konkrétně se zákazníci mohou dostat k 11 qubitovému počítači. Během roku lze očekávat, že přibyde i přístup k novějšímu počinu IonQ, který již má 32 qubitů. S tím také souvisí, že IonQ začal u svých kvantových počítačů podporovat i framework Cirq vyvíjený Googlem.
Kvantový software a algoritmy
Společnost IQM představila svůj open-source software KQCircuits, který vyvíjí společně s Aachen University. KQCircuit je software pro návrh supravodivých kvantových čipů . Jedná se v podstatě o konkurenta ke Qiskit Metal. Začít studovat můžete zde.
Kvantové sítě a kryptografie
Další pokroky se objevili i v případě kvantových opakovačů (repeater). Kvantový repeater je potřeba pro komunikaci na větší vzdálenosti a jeho kritickou součástí je kvantová paměť. Ta je důležitá, když repeater přijímá dva fotony za účelem jejich kvantového provázaní, ale které přicházejí v různých časový okamžik. Nové výsledky pocházejí od Institute of Photonic Sciences ze Španělska a další je z University of Science and Technology of China z Číny. Španělé přišli s kvantovou pamětí za pomocí modifikovaného vzácného krystalu se schopností udržet kvantovou informaci po dobu 25 mikrosekund. Číňané použili v podstatě stejný princip založený také na ionty dopovaném vzácném krystalu. Ti udrželi kvantovou informaci po dobu 56 nanosekund.
Sedm zemí se spojilo za účelem vývoje společné satelitní sítě pro kvantovou kryptografii. Projekt se nazývá Federated Quantum System (FQS). Zapojenými vládami jsou USA, Spojené Království, Japonsko, Kanada, Itálie, Belgie a Rakouska. Základ sítě bude postaven na technologii společnosti Arqit. Z každé země tu jsou partneři jako BT, Northrop Grumman, Leonardo, Sumitomo, Honeywell a další. První satelity by měly být vypuštěny v roce 2023. Samotná síť by měla sloužit jednotlivým vládám, včetně armádám, tak i komunikaci mezi zapojenými zeměmi napříč.
Kvantové technologie
Vědci z University of Sussex představili první modulární kvantový senzor mozku. Jedná se prakticky o kvantové magnetometry, které jsou schopné zachytit i velmi slabé aktivity. Samotná senzor je modulovatelný je možné je skládat jako kostičky lega dohromady a potenciálně postavit senzor celého mozku. V publikaci věci provedli experiment, kde umístili senzor na pokožku blízko očního centra v mozku. Následně subjekt měl za úkol mrknout očima v určeném časovém intervalu. Vědcům se pak tento signál v mozku povedlo detekovat. Taková technologie v budoucnu může pomoci s lepší diagnostikou neurodegenerativních poruch, jako je např. Alzheimerova nemoc.
Výzkumníci na University of Queensland vylepšili Ramanův mikroskop o kvantové korelace za základě kvantového provázání, což vede k lepšímu poměru signál-šum. To je důležité, protože stejného výsledku nakonec dosáhnou menší intenzitou a tím menší šancí, že zkoumaný předmět, v tomto případě buňku, zničí. Konkrétně vědci dosáhly o 35% čistšího obrazu aniž by buňku zničili.
Konference, školy
30. června se bude konat workshop Azure Quantum Developer Workshop 3.
Kvantový byznys a investice
V Německu v rámci oznámené velké finanční injekci do kvantových technologii vzniklo nové konsorcium QUTAC (Quantum Technology and Application Consortium) jehož cílem je vývoj a propagace kvantových počítačů pro jejich průmyslové použití. Zakládajícími členy jsou: BASF, BMW Group, Boehringer Ingelheim, Bosch, Infineon, Merck, Munich Re, SAP, Siemens a Volkswagen.
Více o tom, jak Německo buduje svůj kvantový ekosystém si můžete přečíst zde. Škoda že ani z půlky podobná aktivita u nás není…
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.