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

Kvantové předpovědi a ohlédnutí

Další 4 předpovědi pro kvantové technologie od Inside Quantum Technology:
– Očekávání masivního růstu trhu pro kvantovou kyberbezpečnost
– Diskuse o „stolním“ kvantovém počítači. Poměrně velké téma s hodně divergentními názory.
– Čína pozvedne kvantové technologie na politickou úroveň.
– Růst valuace kvantových společností.

Kvantová informatika a fyzika

12 událostí podle The Quantum Daily, které daly tvář kvantové informatice:
1) 1973 – Článek Alexandra Holeva – ruský vědec postuloval, že n qubitů může nést více než n klasických bitů informace ale maximálně n klasických bitů jsou dostupné.
2) 1996 – Vyhledávací algoritmus od Lova Grovera
3) 1999 – založení společnosti D-Wave
4) 2019 – Ohlášení kvantové nadvlády společností Google
5) 1976 – Vyšel článek „Quantum Information Theory“ od Romana Ingardena
6) 1980 – Paul Benioff popsal kvantově mechanický model kvantového počítače
a další polovinu najdete v článku.

Další pokrok v kvantových pamětích přichází z Číny. Dosud kvantové paměti pro fotonické qubity vždy měli danou délku, jak dlouho mohou informaci udržet. Vědci z čínské akademie věd přišli s kvantovou pamětí „on-demand“, tedy na vyžádání za pomocí Starkova efektu s dosaženou fidelitou 99.3%.

Kvantové počítače

Jedna z motivací pro kvantové počítače, konkrétně kvantové optimalizace je řešení složitých NP problémů rychleji, například problém obchodního cestujícího. Současné první kvantové počítače v malém měřítku jsou schopny řešit NP problémy, ale zatím ne rychleji než klasické počítače a zatím ani není žádný matematický důkaz, že by tomu tak mělo být. Navíc některé úspěšné kvantové algoritmy inspirovaly ty klasické, které opět náskok stáhly. Nyní mají kvantové optimalizace dalšího vyzyvatele. Tím jsou analogové klasické počítače. Jeden takový simulující chování měňavky dokáže řešit problém obchodního cestujícího lineárně v čase.

A máme tu druhý díl článku o plánovaném kvantovém počítači u Amazonu. V druhém díle se dozvíte, něco více o korekci kvantových chyb za pomocí tzv. magických stavů, jaká jsou očekávání Amazonu s ohledem na kvantovou nadvládu (quantum supremacy při 1000 qubitech, narozdíl od Google s 53 qubity zde bude aplikována korekce kvantových chyb) a kvantové výhody (quantum advatage při 32 000 qubitech pro chemické simulace). Poslední část článku popisuje, jaké výzvy ještě před Amazonem leží.

Kvantovým počítačům zatím dominují supravodivé qubity. V Yokohama National University se na supravodivou technologii podivali a studovali použití pro klasické počítače. A vyšlo jim, že klasický počítač postavený na supravodivých čipech dosahuje až 80krát větší energetické efektivity a to i po započtení energetických nákladů na zchlazení čipu na 4.2 Kelviny.

Chcete se pustit do kvantového programování, ale nebaví vás kurzy. Radši chcete začít s něčím praktickým? Tak si přečtěte Learn Quantum Computing With These Seven Projects. Mezi projekty jsou: kvantový generátor náhodných čísel, kvantové vyhledávání s Groverovým algoritmem, faktorizace čísel pomocí Shorova algoritmu, chemické simulace a další.

Používat kvantový počítač v cloudu nebo mít jej „doma“? Tohle bude diskuse na hodně dlouho a IQT tuto diskusi dalo mezi své 4 předpovědi pro 2021, viz výše. Více do detailu diskusi rozebírají na Quantum Computing Report. Jak lze asi očekávat, každý přístup má své velké pro a proti. Nakonec bude záležet na vašich financích a účelu. Ale stejně nejdříve tzv. „stolní“ kvantové počítače musí přijít na trh.

Kvantové sítě a kryptografie

Článek na Forbesu shrnuje, jaký vliv budou mít kvantové počítače na kyberbezpečnost. V podstatě se jedná o 4 body: kvantové generátory náhodných čísel, QKD, Shorův algoritmus pro rozlousknutí RSA a kvantové vylepšení strojového učení pro účely kyberbezpečnosti.

Po oznámení z NASA ohledně kvantové teleportace tu máme další oznámení z University of Science and Technology of China. Oznámeno bylo vybudování první integrované kvantové sítě. Jedná se o 700 optických kabelů a dvou linek se satelitem o celkové délce 4 600 km. Síť má sloužit hlavně pro QKD a má již přes 150 připojených komerčních a průmyslových uživatelů jako jsou banky nebo lokální vládní úřady. Česky si o tom můžete přečíst i na osel.cz.

Technology Innovation Institute ze Spojených Arabských Emirátů a Yale University z USA se spojili za účelem výzkumu post-kvantové kryptografie. Projekt by měl využívat neuromorfní přístup za využití neuronových sítí.

Kvantové technologie

O kvantových hodinách za využití kvantového provázání si můžete přečíst na výborném serveru osel.cz.

V rámci SPIE Prism Award ocenění pro kategorii „quantum“ získává produkt DNV-B1 od Element Six. Jedná seo výchozí materiál pro studium NV center v diamantech. NV centra mohou sloužit jako qubity, gyroskopy, detekce RF signálů, masery atp.

Výzkumníci z Universität Paderborn společně například s kolegy z Univerzity Palackého v Olomouci publikovali článek ve kterém popisují měřící metodu, která dokáže překonat tzv. limitu rozlišení, která například tvoří šum ve fotografiích. Do budoucna to může pomoci zpřesnit měření například pro lidar, optické metody měření vzdálenosti a rychlosti či pro GPS.

Kvantový byznys a investice

Quantum Computing Inc., který se zabývá softwarem pro kvantové počítače a komunikací mezi kvantovým a klasicým softwarem – vytvořili platformu Mukai, si podali přihlášku pro vstup na burzu NASDAQ.

Ukázka toho, jak by se stát měl chovat v období koronakrize, je přístup Německa. To místo rozdávání předvolebních peněz seniorům radši dává historicky největší balík peněz do vědy a výzkumu. A část by měla jít i do kvantových technologiích. Konkrétně se zatím jedná o +ěé milionů EUR v prvním kole.

Quantum Xchange dokončil invetsiční kolo Series A s výsledkem 13.5 milionů dolarů.