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

Kvantová fyzika a informatika

Jedním z typů qubitů jsou založené na neutrálních atomech. V tomto směru s průlomem přišli vědci z Caltech, kde dokázali za pomocí atomů kovů alkalických zemin (jedná se o druhý sloupec v periodické tabulce, společné mají, že mají dva volné elektrony na vnější slupce). Aby takové atomy mohly být qubitem, musejí zvládnout několik věcí, včetně kvantového provázání. A to se právě podařilo vědcům z Caltech.

Z Caltech přichází i další zajímavý článek, který teoreticky popisuje qubity realizované pomocí molekul. Dosud většina qubitů je postavena na jedné částici – atom, elektron, nebi iont. Dle této práce by realizace qubitů pomocí molekul mohla vést k nižší chybovosti. Hlavní idea je, že případná chyba se projeví malým posunem v pozici a hybnosti. To jsme schopni zachytit a provést korekci, která to vrátí zpátky. Uvidíme, až se to ověří experimentálně.

Vědci z Purdue University publikovali teoretický článek, kde popisují způsob, jak by šlo klasifikovat kvantové algoritmy ve smyslu, jak by daný kvantový stav šlo vytvořit, za pomocí kolika qubitů a hlavně jestli to překoná klasický algoritmy.

Vědci z Univerzity of Bristol přidali další díl skládačky, která vede k ideálnímu zdroji jednotlivých fotonů za využití CMOS technologie. Obecně je touha vyrobit fotonový kvantový počítač (může pracovat za pokojové teploty) a navíc využít současné pokročilé schopnosti ve výrobě CMOS čipů. Se svým novým přístupem dokážou generovat zatím nejkvalitnější fotony co bylo zatím zaznamenáno. Nároky na fotony pro fotonický kvantový počítač jsou poměrně vysoké, musí být tzv. čisté, vysoce rozlišitelné, nebo skoro deterministické.

Kvantové počítače

Forbes vydal článek o kvantových počítačích. Pěkný počtení pro ty, co se o kvantové počítače zajímají rekreačně. Důležitý komentář je, že se vývoji kvantových počítačů i u soukromých firem daří, protože je tu zájem zákazníků, kteří obor ženou více dopředu. Příkladem je spolupráce IBM s: Daimler a práce na vývoji lepších baterií, Exxon a prediktivní modely pro životní prostředí či lepší zpracování CO2 nebo JPMorgan Chase a finanční modely a risk management.

Britská společnost Riverlane přišla s prvním výkonným operačním systémem pro kvantové počítače Deltaflow.OS. Tento operační systém se chlubí rychlejšími výpočty a lepším výkonem než jsou nativní nástroje pro konkrétní kvantové počítače. A co to znamená kvantový operační systém? Tento operační systém přistupuje k procesorům na nejnižší úrovni, kombinuje kvantové výpočty a kde je to výhodnější, používá pro výpočty klasické FPGA či CPU. Největší gró je to pak vše správně a co nejefektivněji zkombinovat dohromady.

Google AI Quantum team ohlásil, že provedl nejrozsáhlejší chemickou simulaci na kvantových počítačích na světě. K tomu účelu použili VQE (variational quantum eigensolver) techniku a Hartree-Fock přiblížení pro reálných chemický systém. Experiment běžel na kvantovém procesory Sycamore (54 qubitů) se kterým Google již dříve ohlásil kvantovou nadvládu. V experimentu simulovali vodíkový řetězec s až 12 vodíky.

Společnost Xanadu oznámila, že její fotonické kvantové procesory (8, 12 qubitů a brzo snad i 24) budou přístupné skrze vlastní cloud. Připomeňme, že fotonický kvantový procesor běží za pokojové teploty a nepotřebuje kolem sebe nákladný mrazák. Procesory od Xanadu lze ovládat skrze knihovny Stawberry Fields a PennyLine open-source knihoven.

Kvantová kryptografie a sítě

S významným pokrokem přišli vědci s čelem University of Bristol, kdy představili bezpečnou kvantovou síť pro osm účastníků a to bez použití opakovacích nodů. To demonstrovali skrze metropolitní kvantovou síť v Bristolu. Výsledek není jen bezpečná kvantová síť, ale i mnohem levnější a lépe škálovatelná kvantová síť. Doteď se používaly tzv. opakovače. Jedná se poměrně o komplikovaný kus hardware a dokud nebudeme mít kvantovou paměť, tak takovému zařízení musíte jenom věřit, že nedělá něco špatného. V novém přístupu výzkumníci používají tzv. multiplexing, kdy se dělí původní foton (nové dva fotony mají jiné vlnové délky).

Kvantový byznys

Další ze zemí, která si začíná uvědomovat možný vysoký potenciál kvantových technologií je Španělsko. Aktivita je v této zemi řízena hlavně zevnitř akademiky ale i kvantovými start-upy a spin-offy.

Britská pobočka Rigetti oznámila, že povede konsorcium, jehož cílem je urychlit komercializaci kvantových počítačů ve Velké Británii. K tomuto tří letému programu dostali deset milionů liber.

Naše články

Co znamená pojem kvantová zima (quantum winter) a jestli může nastat si můžete přečíst v Kvantová zima aneb proč je složité udělat počítač s mnoha qubity?