Tento týden pokračujeme šňůru novinek i z ČR a tentokrát oznámením o otevírané kvantové laboratoři na VUT v Brně zaměřující se rovněž na QKD. Dále určitě stojí za to si přečíst jak navzájem ověřit a zkontrolovat různé kvantové počítače , jak IBM hodlá pomoc E.On či pár novinek od IonQ.

Obrázek týdne: Kvantový počítač od IonQ. Kredit: IonQ

Kvantové počítače

Vědci z Rakouska, UK a Singapuru přišli s novou technikou, jak zkontrolovat výsledek výpočtu kvantového počítače. A to tím, že výpočet, který naprosto rozdílný, provede jiný kvantový počítač. Ve skutečnosti v oněch různých výpočtech jsou skryté souvislosti a tím pádem i na první pohled náhodný výsledek má daný výstup, který musí souhlasit, pokud kvantové počítače fungují správně. V budoucnu, kde budeme mít více a více kvantových počítačů je tohle cesta, jak ověřit, že daný kvantový počítač počítá to co má.

Vzájemná kontrola a verifikace různých kvantových počítačů. Otestováno to bylo pomocí 4 různých kvantových počítačů na supravodivé bázi, fotonické, uvězněných iontech i na bázi jaderné magnetické rezonance. Kredit: University of Innsbruck

Své pokroky oznámil i čínský Tencent, kde představil architekturu QuAPE, která poskytuje tzv. vysoce paralelní ovládání kvantových procesorů. Touto architekturou dokáží zrychlit výpočty 2.6 až 4 krát.

Vědci z japonského RIKEN pokročili ve svá snaze vyvinout kvantový počítač na spinové bázi a dostali se ze dvou qubitů na tři, které lze všechny kvantově provázat. Takovéto tři qubity jsou pak základ pro rychlejší škálování nahoru. Celkově dosáhli na fidelitu 88%, která je na tento typ qubitů zatím docela vysoká.

Kvantové algoritmy a software

E.On a IBM dávají hlavy dohromady a zkoušejí využít kvantový počítač pro optimalizaci energetické sítě. Energetická síť je sama o sobě velmi zajímavý „organismus“, kde máte velké množství výkyvů – spotřeba v továrnách, spotřeba v domácnostech, nabíjení aut, slunce svítí, vítr fouká, je mlha a nic nefouká. A aby se udržela stabilita tak řízení toku elektřiny vyžaduje spoustu optimalizace. Ono třeba kvůli velké poptávce a malé dodávce nahodit záložní plynovou turbínu z nuly je hodně drahé. Optimalizace by měly pomoci zvládnout takovéto výkyvy.

TensorFlow Quantum vyšel ve verzi 2. Ta bude nabízet fúzi a optimalizace bran, GPU CUDA podporu, lepší simulaci šumu atd.

Ve verzi 0.5 také vyšel Quantify-Core. Jedná se o software vyvíjený firmami Qblox a Orange Quantum Systems a jedná se o nástroj pro získávání dat pro kvantové počítače.

Google vydal roadmapu pro svůj programovací jazyk Cirq (respektive Python knihovnu) pro verzi 1.0.

Kvantové sítě a kryptografie

Poslední týdny jsme psali o české účasti EuroQCI, o projektu OpenQKD v Ostravě a dnes o sobě dalo vědět i VUT Brno. Tam již nějaký čas budují svou vlastní laboratoř zaměřenou právě na QKD postavenou na hardware od IDQuantique a část si staví sami. Dalším plánem je i stavba metropolitní kvantové sítě v Brně. Ale hlavně oznámili otevření laboratoře kvantové bezpečnosti, která bude sloužit i studentům. O laboratoři píše i samotný IDQuantique.

Schéma kvantové komunikační sítě v kvantové laboratoři na VUT v Brně. Kredit: VUT Brno

Americká zpravodajská služba NSA se už vyjádřila kolem kvantové kryptografie. NSA preferuje kvantově odolné šifrování a naopak QKD zatím vůbec nepodporuje a ani nedoporučuje. Doporučení NSA je klíčové pro všechny dodavatele pro vládu USA a její složky a mají nějaký významnější režim zabezpečení. NSA k tomuto tématu sepsalo přehledné Q&A.

Výzkumníci z korejského KAERI institutu přišli s zatím nejmenším čipem pro kvantové generování náhodných čísel. Zajímavé je, že generování neprobíhá pomocí kvantového obvodu jako u jiných, ale s pomocí beta záření niklu-63, které je samo o sobě náhodné a lze z něj generovat náhodná čísla. Nikl-63 je ideální zdroj, jehož záření má malou energii (takže se jej nemusíte bát) a zároveň poměrně dlouhou živostnost.

Kvantový generátor náhodných čísel na bázi beta záření Niklu-63. Kredit: KAERI

Byznys, investice, granty

Izraelský startup Quantum Machines dokázal získat 50 milionů USD v rámci investiční série B. Quantum Machines pracuje na své softwarové a hardwarové platformě Quantum Orchestration Platform. Platforma je univerzální a nezávislá na konkrétním kvantovém procesoru. Navíc poskytuje i vlastní programovací jazyk QUA. Quantum Machines oznámil, že již má zákazníky v 15 zemích světa.

IonQ a University of Maryland se spolu dohodli na vytvoření National Quantum Lab at Maryland (Q-Lab). Mělo by se jednat o první laboratoř svého druhu, kde výzkumníci budou mít přímo přístup ke kvantovým počítačům komerční úrovně. Kromě výzkumu a tréninku v oblasti řízení a vývoje algoritmů, tak laboratoř laboratoř umožní i trénink pro hardwarové správce budoucích kvantových počítačů.

Arqit je už druhou čistě kvantovou společností na americké burze NASDAQ. Její symbol je ARQQ a ARQQW.

A i v případě IonQ se už blíží den, kdy vstoupí na americkou burzu NASDAQ. Mezi tím oznámili, že na rok 2021 mají rezervace od potenciálních zákazníků za 15 milionů USD. To je třikrát více, než se očekávalo na začátku roku. Teď to jen překlopit v reálný zisk dodáním služeb a produktů.