Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.

Kvantovky v česku

Tým pod vedením Petra Cíglera (ÚOCHB AV ČR) vyvinul nový průmyslově realizovatelný proces výroby nanodiamantů s tzv. NV-centry (kvantovými defekty, které se chovají jako „umělé atomy“ uvnitř diamantu), díky čemuž lze nyní připravit kvalitní nanodiamantový prášek s kvantovými vlastnostmi za týden místo dosavadních desítek let. Podle zprávy je projekt už dohodnut s komerční firmou MegaDiamond, která plánuje nasadit technologii ve větším měřítku a otevřít tak „nanosenzorový“ průmysl.

Kvantové počítače

Amazon Braket nyní v notebook instancích nativně podporuje CUDA‑Q — tedy vývojové prostředí od NVIDIA pro hybridní kvantovo-klasické aplikace. To znamená, že vývojáři mohou přímo v cloudových Jupyter noteboocích spouštět simulace kvantových obvodů akcelerované GPU, a zároveň mají přístup i ke skutečným kvantovým procesorům (QPUs) od poskytovatelů jako IonQ, Rigetti nebo IQM — vše v jednom spravovaném prostředí bez nutnosti lokální instalace. To usnadňuje vývoj a testování hybridních kvantovo-klasických algoritmů a zrychluje přechod od prototypů k reálným experimentům.

IBM oznámil řadu technických pokroků ve vývoji kvantových počítačů: představil nový procesor IBM Quantum Nighthawk s 120 qubity a 218 laditelnými (tunable) „couplery“, které mezi qubity zajišťují zesílenou konektivitu — to umožní spouštět kvantové obvody až o ~30 % složitější než na předchozích generacích čipů. Současně IBM přesunulo výrobu kvantových čipů do high-end 300 mm polovodičové linky v areálu Albany NanoTech Complex — to jim dovolí výrazně zrychlit vývoj (výrobu nových procesorů zrychlí přibližně dvakrát) a vyrábět čipy s desetinásobnou fyzickou složitostí ve srovnání s „research-scale“ 200 mm procesy. Vedle Nighthawku IBM oznámil i experimentální procesor IBM Quantum Loon, který integruje klíčové prvky pro budoucí kvantové počítače s opravou chyb — včetně vícevrstvého routingu pro vzdálené spoje (long-range couplery) a rychlého dekódování chybových kódů (což dokázali s ~10× rychlejší dekódovací latencí, než je dnes běžné). Tyto změny — vyšší konektivita, robustnější výroba i podpora oprav chyb — posouvají IBM blíže k cíli: ověřitelné kvantové „výhody“ (quantum advantage) do roku 2026 a plnohodnotného chybnému-odolného kvantového počítače do roku 2029.

Vytváření různých aliancí a konsorcií je v kurzu (a asi nic moc jiného nezbývá). Hewlett Packard Enterprise (HPE) spolu s dalšími předními firmami a institucemi založila Quantum Scaling Alliance (QSA), konsorcium s cílem vyvinout „plnohodnotný“ kvantový superpočítač spojující kvantový hardware s klasickým vysokovýkonným výpočetním (HPC) systémem. Konsorcium zahrnuje odborníky na návrh qubitů, látkovou a polovodičovou výrobu, řízení hybridních kvantovo-klasických systémů, korekci chyb, simulace, automatizované odhadování zdrojů a vývoj algoritmů. Mezi členy jsou firmy jako Qolab (design qubitů), Quantum Machines (řídicí systémy), Riverlane (korekce kvantových chyb), Synopsys (EDA a simulace), Applied Materials, Inc. (materiály a výroba), 1QBit (fault-tolerant návrhy a odhad zdrojů) a akademická část University of Wisconsin (algoritmy, benchmarky). Cílem je překonat omezení dosavadních „vertikálních“ (izolovaných) kvantových projektů tím, že se postaví horizontálně integrovaný stack — tedy hardware, kontrolní systém, software, error-correction a síťová infrastruktura — kompatibilní s existujícími HPC a polovodičovými ekosystémy. Konsorcium plánuje vyvinout nákladově efektivní kvantový superpočítač a zároveň nasadit hybridní kvantovo-klasické workflowy, čímž by se kvantové výpočty mohly stát reálnou součástí průmyslových a vědeckých aplikací.

Equal1 nasadí v ESA Φ-lab svůj 6-qubitový hybridní kvantový počítač Bell-1, který funguje jako rackový server s integrovaným kryogenním chlazením kolem 0,3 K a spotřebou asi 1,6 kW, takže nevyžaduje velkou infrastrukturu ani speciální chladicí zařízení. Systém má být připojen přímo k HPC prostředí Φ-labu a použit pro experimenty s kvantově-klasickým zpracováním dat pozorování Země, například při analýze satelitních radarových a optických snímků či při testování kvantových optimalizačních postupů pro plánování orbitálních misí.

Vědci představili novou „on-chip“ kryptografickou metodu, která umožňuje kvantovým počítačům ověřit vlastní výpočty i v přítomnosti šumu hardwaru. Testy tuto metodu demonstrovaly na procesoru Quantinuum H1. Tento protokol vkládá do kvantového obvodu kryptografické prvky tak, že výstup lze ověřit bez nutnosti externího zásahu; pokud výsledek nesplní korektnostní podmínky, je odmítnut. Díky tomu lze detekovat chyby a závady způsobené hlukem nebo selháním qubitů, což zvyšuje důvěryhodnost kvantových výpočtů bez náročné post-processingové verifikace.

Vědci dokázali kompletně nasimulovat univerzální kvantový počítač se 50 qubity na nejnovějším evropském exaskalárním superpočítači JUPITER — simulátor JUQCS‑50 zvládl sledovat všechny kvantové operace (brány) včetně fáze, amplitudy a interference, což znamená replikaci chování skutečného kvantového CPU v plné detailnosti. Díky kombinaci heterogenní architektury (CPU + GPU), vysoce výkonných CPU–GPU propojů a adaptivního kódování dat dokázali autoři překonat limity GPU paměti, snížit paměťovou náročnost a optimalizovat síťový provoz — výsledkem je přes 11× rychlejší simulace než předchozí rekord (48 qubitů). To potvrzuje, že klasické HPC stroje stále mohou simulovat kvantové systémy s desítkami qubitů — užitečné pro testování kvantových algoritmů nebo ověřování chování kvantových systémů před nasazením do reálného hardware.

IQM spustilo produktovou řadu IQM Halocene, zaměřenou na výzkum a vývoj kvantové korekce chyb (QEC). Halocene v první fázi nabídne 150-qubitový supravodivý systém s vysokou fidelitou dvou-qubitových bran (cílově ~99,7 %) a podporou modularity — uživatelé tak budou mít plnou kontrolu nad hardwarem i softwarem, možnost experimentovat s různými QEC kódy, dekodéry a logickými qubity.
Systém má také podporu rozhraní NVIDIA NVQLink, což umožní propojení kvantového hardware se zvýšeným GPU výpočetním výkonem a usnadní běh hybridních kvantovo-klasických algoritmů. IQM počítá s tím, že Halocene otevře cestu k plnohodnotné chybově-odolné kvantové výpočetní technice: roadmapa firmy předpokládá rozšíření řady až na tisíce qubitů v horizontu několika let.

QuantWare, Q-CTRL a Qblox spustily společný projekt Quantum Utility Block (QUB) — rodinu plně ověřených „full-stack“ referenčních kvantových systémů. QUB je založený na architektuře Quantum Open Architecture (QOA) a má usnadnit univerzitám i podnikovým organizacím nasazení supravodivých kvantových počítačů — od menších (řádově jednotky qubitů) až po větší konfigurace (~desítky qubitů), včetně podpory nízkolatenčního řízení (control stack) a automatické kalibrace. QUB kombinuje supravodivý kvantový čip, nízkolatenční řídicí elektroniku Qblox a autonomní kalibraci od Q-CTRL do jednoho předvalidovaného celku; cílem je umožnit institucím nasadit malé i střední kvantové systémy (od několika po desítky qubitů) bez nutnosti stavět vlastní hardware-stack, přičemž systém nabízí „push-button“ kalibraci a parametrické řízení v reálném čase vhodné pro experimenty i raný výzkum korekce chyb.

Amazon Braket přidal do své nabídky Alpine Quantum Technologies (AQT) QPU IBEX Q1 — jde o první systém ne bázi uvězněných iontů hostovaný v Evropské unii, dostupný přes cloud. IBEX Q1 má 12 qubitů založených na vápníkových iontech, všechna qubita jsou navzájem přímo propojená (all-to-all), čímž odpadá potřeba SWAP bran — to zjednodušuje konstrukci kvantových obvodů a snižuje chyby. Měřitelné parametry zařízení zahrnují Quantum Volume 128, průměrnou fidelitu dvou-qubitových bran 98.7 % a fidelitu jedničubitových bran 99.966 %. Hardware je zabalen do dvou standardních 19″ racků, běží při pokojové teplotě, spotřebovává méně než 2 kW a podporuje až 2000 bran a více než 20 000 obvodů za hodinu — tedy dostatečně robustní provoz pro cloudové experimenty.

Harvard ve spolupráci s MIT a QuEra demonstroval fault-tolerant architekturu založenou na 448 neutrálních rubidiových atomech, které jsou jednotlivě uvězněny v optických pinzetách a uspořádány do rekonfigurovatelné 2D mřížky, již lze během běhu dynamicky „přeskupovat“, takže atomy se přesouvají mezi logickými zónami, zónami pro měření a „rezervoárem“ náhradních atomů pro doplňování chybějících qubitů. Na této mřížce realizovali surface-code: fyzické qubity jsou seskupeny do kódových buněk, nad nimi se v rychlých cyklech provádějí „stabilizátorová“ měření a výsledky se posílají do dekodéru, který z nich rekonstruuje pravděpodobné chyby a navrhne opravy; experiment ukázal, že při určité velikosti kódu se pravděpodobnost chyby logického qubitu se zvětšujícím se počtem fyzických qubitů snižuje, což znamená, že byl překročen chybový práh potřebný pro škálovatelnou korekci chyb. Kromě pouhého uchování informace tým demonstroval i logické operace: tzv. lattice surgery (spojování a dělení kódových ploch pro implementaci dvouqubitových bran), teleportaci logických qubitů mezi různými oblastmi mřížky a aktivní „odčerpávání“ entropie pomocí resetu a výměny vadných atomů z rezervoáru, čímž doložil, že neutrální atomy mají všechny klíčové stavební bloky potřebné pro budoucí velké kvantové počítače s opravou chyb.

Aramco ve spolupráci s Pasqal nasadilo v datacentru v Dhahranu kvantový počítač založený na neutrálních atomech, který dokáže řídit 200 qubitů uspořádaných v programovatelných 2D mřížkách; tato architektura umožňuje dynamicky měnit konfiguraci atomů a testovat pokročilé kvantové algoritmy pro průmyslové úlohy, jako jsou optimalizace v energetice či materiálový výzkum, přímo na on-premise systému v rámci firemní infrastruktury.

V novém experimentu QuTech výzkumníci ukázali první 2D čip s 10 spin-qubity v germaniu — qubity jsou realizované pomocí děr („holes“) uvězněných v quantových tečkách na heterostruktuře Ge/SiGe, definovaných kovovými řídicími elektrodami. Čip má uspořádání QD (quantum dots) v konfiguraci 3-4-3 a dvě centrální qubity z nich jsou navázány na čtyři sousedy — což je důležitá topologie umožňující implementaci dvourozměrných kódů pro korekci chyb. Celé pole deseti qubitů bylo ovládáno s vysokou přesností: brány pro jednotlivé qubity vykazovaly fidelitu přes 99 %.

Kvantový software a algoritmy

QSimulate oznámila novou investiční injekci, která navýšila její celkové financování na více než 11 milionů USD, a zároveň vydala novou verzi své kvantově-pohoné simulační platformy, QUELO v2.3. QUELO v2.3 rozšiřuje možnosti simulací molekulárních systémů — nově podporuje větší molekuly včetně peptidových léků a využívá pokročilé „enhanced sampling“ techniky, které umožňují důkladně prozkoumat mnoho konfigurací látky a proteinu. Podle QSimulate je jejich „quantum-mechanics-first“ engine schopný provádět prediktivní simulace s rychlostí až 1000× rychlejší než tradiční metody — tedy v milisekundách na snímek namísto hodin či dní, což značně zkracuje fázi návrhu a optimalizace kandidátních léčiv.

Xanadu, Rolls‑Royce a Riverlane oznámily, že dokončily společný projekt hybridní kvantovo-klasické simulace proudění vzduchu v motoru proudového letadla — oproti standardním metodám dokázaly zkrátit dobu simulací z týdnů na méně než jednu hodinu. Spolupráce využila open-source software PennyLane od Xanadu, kvantové algoritmy Riverlane a optimalizující kompilátor Catalyst od Xanadu k vytvoření hybridního workflow, kde kvantová část řešila kritické matice pro proudění a klasická část předpočítávala parametry, což umožnilo dramatické urychlení prototypování. Projekt ukazuje, že už dnes je možné pomocí kvantových metod výrazně zrychlit složité inženýrské simulace, které jsou na klasických superpočítačích časově i výpočetně náročné.

Kvantová bezpečnost

AWS Private CA nově umí vydávat postkvantové digitální certifikáty založené na algoritmu ML-DSA, který je standardem NIST FIPS 204; tento algoritmus lze v Private CA použít pro vystavování certifikátů, podpisy certifikační autority i generování OCSP/CRL odpovědí. Podpora běží napříč všemi komerčními regiony AWS, takže organizace mohou nasadit kvantově odolné certifikáty v rámci své existující PKI bez změny infrastruktury.

Amazon S3 nově také podporuje „post-kvantový“ TLS handshake — tj. výměnu šifrovacích klíčů odolnou vůči budoucím kvantovým počítačům — prostřednictvím algoritmu ML-KEM. Také, AWS Network Load Balancer (a také AWS Application Load Balancer) nově podporují volitelnou post-kvantovou výměnu klíčů pro TLS — konkrétně přes hybridní protokol, který kombinuje klasické algoritmy s post-kvantovým KEM (konkrétně standardizovaný ML‑KEM). Funkce je dostupná pro všechny komerční regiony AWS (včetně GovCloud a čínských regionů) bez dodatečných poplatků a administrátor ji musí explicitně aktivovat tím, že při konfiguraci TLS listenerů vyberou novou PQ-TLS bezpečnostní politiku.

Dále i AWS Payments Cryptography nyní podporuje hybridní post-kvantové TLS (PQ-TLS) pro zabezpečení dat „in transit“, tedy API-volání a komunikace, pomocí standardizovaného algoritmu ML-KEM. Funkce je dostupná ve všech AWS regionech, bez příplatku; stačí, aby klient (SDK nebo prohlížeč) podporoval PQ-TLS a klientská aplikace byla nasazena s aktuální verzí.

SEALSQ spustil 21. listopadu 2025 v USA svou novou „Post-Quantum Root of Trust“ — tedy infrastrukturní službu pro vydávání a správu certifikátů a digitálních identit odolných vůči útokům kvantových počítačů. Systém umožní americkým firmám i vládním institucím provádět kompletní PKI operace (vystavování, ověřování, správa životního cyklu certifikátů, onboarding zařízení) zcela na území USA — včetně podpory hardwarově zakotvené identity pro IoT, telekomunikace, cloud a kritickou infrastrukturu. Nová root-CA je navržena dle standardů NIST a rámce NSA CNSA 2.0, a je kompatibilní s hardwarem PQC od SEALSQ (např. s čipem Quantum Shield QS7001), což umožní nasazení „kvantově odolného“ zabezpečení hned nyní.

Kvantové technologie

Výzkumný tým University of Sydney oznámil, že se jim podařilo výrazně potlačit klíčový zdroj šumu v čipových (on-chip) verzích Brillouin laser – přidali do optické dutiny „nanoskopické Braggovy gratingy“ (tlumené optické mřížky), které vytvářejí fotonový „band-gap“ blokující vznik rušivých parazitních módů. Díky tomu se podařilo zhruba 2,5× zvýšit výkon základního (žádaného) laserového módu a současně zvýšit prahovou energii pro spontánní Brillouinovu generaci šestinásobně – tedy teď je mnohem těžší, aby se rozběhlo rušivé kaskádování. Tato metoda dává poprvé reálnou cestu k tomu, aby malé integrované lasery na čipu poskytovaly světlo s super úzkou spektrální čarou, tedy vysokou koherencí a nízkým fázovým i intenzitním šumem, což je zásadní pro aplikace v kvantových počítačích, citlivé navigaci, frekvenčních centimetrových hodinách nebo komunikaci.

Kvantový byznys, investice a politika

Z University of Basel vznikl spin-out YQuantum, který získal i 187k seed investici. YQuantum miniaturizované komponenty pro kryogeniku.

QEX — nově založené „Quantum Excellence Centre“ pod hlavičkou EuroHPC JU — má sloužit jako evropské „jednotné centrum“ pro kvantové technologie: nabízí vědcům, firmám i průmyslu přístup k pokročitému kvantovému HW, open-source softwaru a školením. Konzorcium QEX sdružuje 11 institucí z pěti zemí EU — koordinátorem je QuantumDeltaNL (Nizozemsko), dalšími členy jsou univerzity a výzkumná centra z Dánska, Irska, Španělska a Německa. Centrum bude vyvíjet kvantové algoritmy, software a aplikace (např. pro simulace, optimalizaci, strojové učení), podporovat jejich používání v kombinaci s klasickým superpočítačovým HPC stackem, a poskytne školení a podporu uživatelům od začátečníků po experty. Projekt poběží v letech 2025–2029 a je financován z programu Horizon Europe částkou přibližně 5 milionů €; cílem je vybudovat silnou kvantovou komunitu, urychlit vývoj aplikací a zvýšit připravenost Evropy na kvantovou éru.

Microsoft rozšířil svou kvantovou laboratoř v Lyngby (Dánsko) — nově vytvořené zařízení je největší kvantové pracoviště firmy na světě a jeho zřízení znamená investici přes 1 miliardu dánských korun (~156 miliónů USD). Lab má sloužit k vývoji tzv. topologických qubitů, které tvoří jádro jejich projektu Majorana 1; nová čistá pracoviště (cleanroom), výrobní přístroje a kontrolní technologie umožní kompletní výrobu čipů přímo v Dánsku — tedy nejen design, ale i fabrikační proces.

IonQ stále neztrácí chuť a kupuje další společnost – Skyloom Global. Ta se specializuje na optické terminály pro laserovou komunikaci jak pro pozemní tak satelitní segment.

Indická vláda alokovala částku INR 720 crore (cca 80,7 mil. USD) na výstavbu čtyř nových „kvantových výrobních a charakterizačních“ center v rámci National Quantum Mission (NQM). Čtyři centra vzniknou na špičkových indických technických a výzkumných institucích — IIT Bombay, IISc Bengaluru, IIT Kanpur a IIT Delhi — a mají poskytovat infrastrukturu pro vývoj a výrobu kvantových čipů, zařízení pro kvantové senzory, experimentální materiály i další hardware. Cílem je vytvořit domácí ekosystém pro kvantové technologie — zahrnující kvantové počítače, senzory a materiály — a snížit závislost Indie na zahraniční výrobě. Zároveň budou tyto centrální fabrikační kapacity otevřené akademii, startupům a průmyslu, což umožní rychlejší prototypování, vývoj a případně výrobu kvantových zařízení přímo v Indii.