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

Obrázek týdne: umělecké znázornění grafenového bolometru z Aalto University.

Kvantové počítače

D-Wave si nechalo udělat průzkům mezi Fortune 1000 společností ohledně jejich současného a i budoucího zájmu o kvantové počítače. Průzkum ukázal: největší zájem je o řešení vedoucí k vyšší efektivnosti, pak profitability nebo produktivity. Dále, například 55% společností považuje využití kvantových počítačů na řešení komplexních úloh jako kritické pro jejich budoucí byznys. Samotné D-Wave vidí více než 250 zákazníků, kteří vyvíjí aplikace skrze jejich platformu.

D-Wave také oznámil, že do své cloudové platformy Leap přidal spoustu novinek. Například kvantový systém Advantage™ s více než 5000 qubity, který v kombinaci s jejich hybridním řešením může řešit úlohy s až jedním milionem proměnných. V této souvislosti D-Wave mluví o prvním kvantovém počítači pro byznys. Dále byla oznámena služba D-Wave Launch™. Ta by měla pomoci firmám, které začínají pracovat na nějakém kvantovém řešení a nabídnout jim širší podporů expertů a partnerů. D-Wave také oznámil vylepšení svého hybridního řešení, které umožní použít širší škálu typů proměnných. V rámci své tiskové zprávy D-Wave představil další ukázkové aplikace svých zákazníků.

Výzkumníkům z University of New South Wales pravděpodobně přišli s první aplikací kódu pro odolnost vůči chybám (angl. tzv. fault tolerance) kvantových počítačů. Konkrétně jej demonstrovali na kvantovém počítači s 15 qubity založených na uvězněných iontech. Jinými slovy, demonstrovali, jak implementovat logický qubit pomocí několika fyzických qubitů, kde výsledná spolehlivost (fidelity) je vyšší než proces, který k tomu vedl (kvantové provázání). V jistém slova smyslu je takový kvantový počítač lepší než třeba ten od Google s 53 chybovými qubity.

Microsoft představil QIR (Quantum Intermediate Representation). Jedná se o univerzálního prostředníka při kompilaci naprogramovaných kódů. QIR je založen na open-source LLVM jazyce. Hlavní myšlenka je, že nezávisle, v jakém programovacím jazyce programujete, tak QIR připraví univerzální kód, který poté může být zkompilován pro konkrétní kvantový procesor. Hlavní výhoda pak bude plná integrace s klasickými výpočty na klasických počítačích v rámci jednoho kódu. Nebo naopak můžeme psát kód pomocí různých jazyků a knihoven a pomocí QIR dostaneme jeden ucelený kód, který pak půjde rovnou zkompilovat na kvantovém počítač.

Toshiba oznámila, že se připojí do Microsoft Azure a nabídne svoji Ising mašinu. Ising mašina je typ analogického kvantové počítače podobný kvantovému annealeru od D-Wave ale pracující na trochu odlišném fyzikálním principu. A jako kvantový annealer, tak i toto zařízení se hodí na optimalizační úlohy.

Rahko se svým softwarem Discriminative Variational Quantum Eigensolver a s kvantovým počítačem od Honeywell představili dosud nejpřesnější výpočet základního a prvního excitovaného stavu 2 a 4 qubitových molekul. Ale hlavní poselství této zprávy je náznak toho, že kvantové počítače založených na uvězněných iontech skrývají velmi vysoký potenciál.

IonQ představil nový kvantový procesor s 32 qubity s nízkou chybovostí kvantových operací (vysoká fidelita) a s očekávaným Quantum Volume 4 000 000. Procesor je založený na uvězněných iontech a brzo by měl být dostupný skrze Amazon Braket a Microsoft Azure, kde již jejich 11 qubitový kvantový procesor je k dispozici. Cílem IonQ je minimálně zdvojnásobit počet qubitů každý rok. Pokud se hodnota Quantum Volume potvrdí, tak pak lze souhlasit i s titulkem v originální zprávě, že se jedná o nejvýkonnější kvantový počítač na světě.

Honywell opět zapracoval na svém kvantovém procesoru a oznámil, že se svým procesorem dosáhl již hodnoty Quantum Volume 128.

Kvantová kryptografie a sítě

Pokud by se dle množství mediálních výstupů mělo hodnotit, kdo se nejvíce bojí kvantových počítačů a jejich schopnosti rozluštit některé šifrovací protokoly jako je RSA, tak se jednoznačně jedná o lidi z oblasti kryptoměn a blockchainu. Článků, které varují před kvantovými počítači je nepočítaně. Není divu, že je tendence vytvořit nové protokoly postavené na algoritmech, které jsou odolné i kvantovým počítačům. Jeden takový představili zástupci CSIRO, Australia’s national science agency a Monash Blockchain Technology Centre. Výzkumníci tvrdí, že ten jejich protokol MatRiCT je ten nejefektivnější a zároveň nejvíce bezpečný.

IDQuantique a SK Telecom byly vybráni v plánu New Deal vlády Jižní Koreji pro rozvod důležitých technologií. V rámci tohoto plánu by se mělo propojit 17 míst pomocí QKD. Mělo by se jednat o pilotní projekt, který by měl sloužit i jako ukázkový show case pro aplikaci QKD technologie.

V Bristolu vznikla první průmyslová kvantová síť vybodovaná společnostmi BT a Toshiba. Síť bude sloužit hlavně ke kvantové distribuci klíče, je dlouhá 6 km a spojuje dvě hitech centra v Bristolu. Technologie a optické sítě použité pro v tomto projektu slibují funkčnost a spolehlivost až na 120 km.

Kvantové technologie

Vědci z Harvard University, MIT, Pohang University of Science and Technology, a Raytheon BBN Technologies ve svém článku v Nature představili nový typ bolometru založeným na Josepshonově můstku a grafenu. Nový senzor pro detekci mikrovlnného záření by měl být 100 000 krát citlivější než nejlepší současný komerčně dostupný senzor. Senzor je tak citlivý, že dokáže detekovat i jednotlivé mikrovlnné fotony (s frekvencí od 32 GHz). To může přiblížit více k realitě například mikrovlnné QKD nebo kvantový radar.

Ve stejném týdnu nám vyšel další článek v Nature na téma bolometru na bázi grafenu od výzkumníků z Aalto University. Jejich bolometr je zaměřen na kvantové počítače, kde by mohl sloužit k vyčítání hodnot qubitů s mnohem menšími nároky (jednodušší podpůrné obvody, menší nároky na elektrický výkon a menší šum) než jak je tomu dnes.

Naše články

Není kvantový generátor náhodných čísel zbytečný?