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

Kvantové počítače

Minulý týden jsme psali o QuTech, který také pracuje na tzv. „studených“ řídících čipech, které jsou umístěné uvnitř mrazáku poblíž supravodivého kvantového procesoru. Na tomto čipu pracují společně se společností Intel, která na takovém čipu již pracuje nějaký čas. Testování ukázalo lepší fidelitu a omezení, která dříve plynula ze strany řídícího čipu jsou nyní zcela zanedbatelná.

Pokud chcete počítat na kvantových počítačích od IonQ na jejich cloudu, musíte si koupit kredity. Nyní IonQ oznámilo aktivitu v rámci které poskytne zdarma kredity na výpočty v maximální hodnotě 10 000 USD. Žádost o kredity má formu malé grantové žádosti, kde je potřeba rozvést projekt, pro který chcete kvantové výpočty využít. K usnadnění odhadu potřebných kreditů, IonQ nabízí vlastní kalkulátor, který vám pomůže odhadnout cenu.

S většími a většími očekáváními od kvantových technologií můžeme najít různé články a informaci, které zkreslují a přikrášlují skutečnost, časti z neznalosti autora. Na QCR rozebírají tři nejčastější milné představy: kvantové provázání poskytne přenos informace rychleji, než je rychlost světla; implementací QKD nebo post-kvantového šifrování se zbavíme všechny kyberbezpečnostních problémů; a v daleké budoucnosti nahradí kvantové počítače a komunikace ty klasické. Nic z toho není pravda, více tady.

Google na své akci Goggle I/O představil nové prostory, včetně pro výrobu kvantových čipů, pro své Quantum AI oddělení ve městě Santa Barbara. Zároveň s tím oznámil postavit praktický kvantový počítač v roce 2029 s 1 milionem qubitů (rok před IBM).

Kvantový software a algoritmy

Ruská banka Sberbank a ruský společnost ROSATOM oznámili partnerství ohledně vývoje kvantových technologií. Součástí oznámení není žádný konkrétní projekt. Jako spíše nejdříve průzkum a hledání synergie za účasti expertů z obou státních ruských gigantů s výhledem na konkrétní společné projekty.

Obecně kvantově vylepšené nebo nativně kvantové strojové učení ani v budoucnu, kdy bude mít i „neomezené“ kvantové počítače, nedokáže vše. Vědci z Los Alamos National Laboratory publikovali teorém a myšlenkový experiment, že ani kvantové strojové učení si neporadí se vším a je zde hranice ohledně možností se naučit zcela neznámé procesy. Tedy, pokud bychom chtěli takové strojové učení nasadit za účelem lepšího pochopení nějakých zcela chaotických systémů jakou jsou např. černé díry, tak svého cíle nedosáhneme.

IBM spustilo svou IBM Quantum Challenge 2021. Letošní rok tato výzva se obsahuje inspiruje problémy, které se v minulosti musely vyřešit, např. Toffoliho brána, Shorův algoritmus, nebo error correction code. Jedná se o součást oslavy 5 let od spuštění kvantového cloudu u IBM a zároveň 40 od slavné konference IBM-MIT, kde se začaly pokládat základy kvantového počítání. Tato výzva by měla být přístupná začátečníkům, ale i dostatečně zábavná pro kvantové veterány. Kdo se chce zapojit, může.

Kvantové sítě a kryptografie

ID Quantique představilo již 4. generaci sérii produktů Cerberis. Jedná se o komerční produkt pro QKD. Nová generace je jednodušší na používání, zabere méně místa (velikost 1U pro 19 palcové racky) a nabízí další funkce, jako např. kvantový generátor náhodných čísel. 4. generace dokáže generovat šifrovací a distribuovat klíče s rychlostí 2 kb/s na vzdálenost 50-80 km.

Kvantové technologie

Na KTH Royal Institute of Technology publikovali práci, která by mohla vést ke zdroji jednotlivých fotonů na vyžádání a to dokonce bez nutnosti chlazení. Obecně je velice složité mít jednotlivý foton na přání, protože většina běžných zdrojů jednotlivých fotonů získává foton z rozpadů, které se řídí rozpadovým zákonem a tedy je tam nějaký časový rozsah v rámci kterého se foton vyzáří. My potřebujeme tento rozsah maximálně minimalizovat. A pokud to bude fungovat i za pokojové teploty, může to být další impuls pro fotonické kvantové počítače.

Významný pokrok v oblasti NV center ohlásili z University of Technology Sydney. NV centra vytvořena za pomocí nano-diamantů je velice slibná technologie nejen pro kvantové počítače, ale i pro kvantové senzory. V současnosti mezi největší překážky patří cena a samotná precizní fabrikace ideálně jednotlivých krystalů diamantů. Oba problémy se podařilo zmírnit díky změně technologie výroby za použití wolframu.

Další novinka ze stejné oblasti je z Berkeley Lab, kde výzkumníci jinou metodou (pomocí svazku iontů) jsou schopni vyrobit NV centra v diamantech s vysokou kvalitou, kde daná centra (qubity) jsou blízko sebe. To je důležité pro spolehlivou interakci mezi dvěma qubity. Jejich práce ukazuje, že půjde vyrobit moduly s až 10 000 qubity, které budou propojené. Vypadá to, že qubity na bázi NV center začínají být velice zajímavé.

Investice a byznys

Čínský startup TuringQ během tzv. andělského investičního kola získal 100 milionů juanů. TurinQ pracuje na fotonických kvantových počítačích podobně jako Xanadu nebo PsiQuantum.

Nyní i Irsko představilo své centrum pro kvantový výzkum v rámci Tyndall National Institute.

Arqit a Sumitomo (japonská obchodní a investiční společnost) uzavřeli dlouhodobé partnerství za účelem prodeje a implementace technologií kvantové kryptografie Arqit pro japonskou vládu, korporace a občany.

Společnost Agnostiq, kvantový startup zaměřená na kvantové SaaS (Software-as-a-Service) získala dalších 2 miliony USD „seed“ investice.