Uplynulých sedm dní přineslo spoustu novinek od NVIDIA a těch týkajících se kvantových počítačů. Zajímavé počtení najdete i pro qubit z volného elektronu, kvantový gyroskop na bázi NV center ale i jeden tip na Black Friday.

Obrázek týdne: Kvantový gyroskop na bázi NV center.

Kvantová fyzika

Vědci z University of Konstanz dokázali vytvořit qubit z volného elektronu. Dosud, jakýkoliv spinový qubit z elektronu byl součástí nějaké atomu. Využili k o tomu elektrony proudící z transmisního elektronového mikroskopu a pak důmyslným laserový systém. Tento qubit má tendenci mít dlouho dobu koherence avšak kvantová informace není realizována spinem, ale energetickým stavem. Otázka je, jestli takový qubit půjde i použít pro kvantový počítač.

Kvantový software a algoritmy

Origin Quantum vydal software pro simulace dynamiky tekutin (tekutina = kapaliny a plyny) na kvantových počítačích pod názvem OriginQ QCFD. Simulace používá metodu konečných objemů a údajně nabízí zrychlení CFD simulacím o něco méně než lineární. V současnosti se jedná o jednu ze zajímavých aplikací kvantových počítačů, které jsou schopné v oblasti řešení diferenciálních rovnic. Navíc, samotný obor např. aerodynamické návrhy letadel, aut a jiných je potenciálně velkým budoucím uživatelem. Knihovnu najdete zde.

Je to docela krátce, co jsme zmínili, že NVIDIA také vstupuje do světa kvantových počítačů. Konkrétně pracuje na své platformě cuQuantum. Jedná se o platformu pro simulaci kvantových obvodů a algoritmů za pomocí AI. Konkrétně, NVIDIA demonstrovala schopnosti cuQuantum na MaxCut problému, kdy vyřešila MaxCut problém pro graf s 3 375 vertexy, což odpovídá simulaci 1 688 qubitů. Osmkrát více, než předchozí největší simulace. A samozřejmě simulace proběhla na GPU. Jinak se samozřejmě nejedná o plnohodnotné simulace, toho nejsme schopni. Reálně však algoritmus nevyužije celý svůj fázový prostor a pomocí AI můžeme simulovat jenom tu relevantní část a zbytek opomenout. To ušetří obrovské množství paměti i výpočetního výkonu.

Avšak tento výsledek ohledně simulace kvantových algoritmů od NVIDIA a i jiné, například z Číny, posouvají schopnosti toho, co umí klasické počítače a tím si i posouváme hranici, kdy kvantový počítač překoná ten klasický (pro nějaké praktické využití). Zamyšlení na toto téma najdete na QCR.

Cambridge Quantum a Deutche Bahn uzavřeli partnerství za účelem průzkumu možného uplatnění kvantových počítačů pro tvoření rozvrhů pro vlaky. Konkrétně plánují uplatnit Filtering Variational Quantum Eigensolver (F-VQE) algoritmus, zatím asi nejvýkonnější algoritmus z VQE rodiny.

Kvantové technologie

Výzkumníci z USA a Německa ukázali nový gyroskopický senzor (detekce a změření rotace) na bázi NV center. NV centra jsou multifunkční kvantový systém. Kromě jejich možné funkce jako qubit, o které jsme už mnohokrát psali, tak mohou fungovat i jako senzory magnetické pole, teplotu, či zdroj referenční frekvence. Trochu detailněji, rotace se měří jako posun v precesi jaderného spinu 14N. Další výhodou je, že to nepotřebuje kryogeniku. Poznamenejme, že dosud demonstrované kvantové gyroskopy byly hlavně na bázi chlazených atomů. Gyroskopy, vedle senzorů zrychlení, jsou klíčovou součástí systémů pro inerciální navigaci.

Vzdělávání

Jste středoškolský student se zájmem o kvantové počítače a umíte anglicky? Tak se můžete již nyní hlásit na další ročník QSYS (Quantum School for Young Students) na University of Waterloo. Program je nabízen online i na místě. Hlásit se můžete zde. P.s. nepodařilo se mi najít, jestli je tam nějaká restrikce pro lidi mimo severní Ameriku, ale vypadá to, že ne.

Společnost Q-Ctrl patří ke špičce v oblasti optimalizace kvantových počítačů a algoritmů a k tomuto účelu vyvíjí svou platformu Opal. Nyní Q-Ctrl spouští i vlastní interaktivní vzdělávací program Black Opal určený pro začátečníky a v rámci akce Black Friday bude i významnou slevou za 50 USD (jinak stojí 180 USD).

Byznys, investice, granty

Kvantově softwarová společnost SEEQC získala grant v hodnotě 9.2 milionů USD na vývoj komplexního kvantového řešení pro vývoj nových léčiv. Na projektu spolupracuje s německou farmaceutickou společností Merck.

Britská grantová agentura UKRI udělila grant na projekt „Quantum Data Centre of the Future“ na jehož řešení pracuje např. KETS Quantum Security a ORCA Computing v hodnotě 9 milionů liber. Cílem projektu je provést výzkum, jak kvantové technologie mohou přispět k zabezpečení datových center pomocí kvantových generátorů náhodných čísel, QKD, kvantově odolných šifrování, atd.

Boson Quantum oznámilo spolupráci s Huaxia Bank na vývoj optimalizačních algoritmů pro akciový trh.

Vláda Nový Jižní Walesu v Austrálii spouští kvantové centrum pro optimalizaci dopravní sítě ve státě. Bude se jednat o spolupráci hlavně australských univerzit.

Trh s kvantovou bezpečností (QKD, kvantově odolná šifrování, atd.) by mohl růst na 3.5 bilionů USD v roce 2024 a 30 miliard USD v 2030.

Multiverse Computing a IonQ se dalo dohromady a Multiverse chce vyzkoušet svoji platformu Singularity pro finanční sektor na reálném kvantovém počítači od IonQ.