Přinášíme vám týdenní přehled ze světa kvantových počítačů, software, algoritmů, sítí, kryptografie a technologií včetně kvantového byznysu a investic.
Předpovědi pro 2026
V roce 2026 podle expertů z Global Quantum Intelligence (GQI) přijde několik významných posunů, které uvidíme napříč vládními iniciativami, hardwarem, softwarovým vývojem i aplikacemi kvantových technologií. V oblasti vládních programů a trhu se očekává, že americká agentura DARPA dokončí výběr týmů pro další fázi své Quantum Benchmarking Initiative (QBI) a Evropská unie spustí Quantum Grand Challenge, vybírající hlavní účastníky pro výzkum v klíčových segmentech, přičemž vlády jako ta britská zesílí investice do domácího ekosystému. Trh také pravděpodobně projde konsolidací, protože financování bude těžší získat a silné, dobře kapitálované firmy budou expandovat skrze akvizice, čímž se vytvoří první „kvantoví „primes“ — vůdci s integrovanými technologiemi.
Na hardwarové úrovni GQI uvádí, že zatímco první systémy s logickými qubity ještě neposkytnou dost efektivní výkon pro praktické aplikace, dojde k velkému nárůstu poctivých fyzických qubitů s vysokou fidelitou (třemi až čtyřmi devítkami), což umožní hlubší empirický výzkum ve fázi pozdního NISQ a podpoří vznik trhu kiloqubit systémů. Očekává se i růst on-premise nasazení (instalace kvantových počítačů přímo u zákazníků) z důvodu bezpečnosti dat a regulací o lokalitě dat, i když stále bude silná motivace umisťovat QPU do HPC prostředí pro nižší latenci a lepší integraci.
Výzkum korekce chyb se podle předpovědi stane klíčovou „commodity“ dovedností a dojde k intenzivnímu vývoji praktických schémat pro fault-tolerant operace, včetně nových vrstev kódů a podpůrného hardware jako nízkolatenční dekodéry. V mid-stack (vrstva mezi hardwarem a aplikačním softwarem) se objeví nové produkty a komponenty zaměřené na vylepšení výkonu procesorů, včetně pokročilých spojovacích prvků (couplers), transducerů a interconnectů.
Ve výpočetních aplikacích by se měly objevit první production-grade kvantové aplikace na gate-based procesorech, které budou těžit z pokroků v error suppression a mitigation a z inovativních algoritmů jako QAOA pro optimalizace či Sample-based Quantum Diagonalization pro kvantovou chemii. Důraz se podle GQI přesune i na rychlost měření a error-correction cycle time jako klíčové metriky výkonu.
Mezi nové technologie a senzory GQI očekává širší výzkum integrované fotoniky pro atomové, iontové a fotonické platformy, pokroky u spinových qubitů s různými materiálovými přístupy, akceleraci post-kvantové kryptografie (PQC) v enterprise infrastruktuře a více demonstračních misí kvantově zabezpečené komunikace ve vesmíru. Taktéž mají přijít nové referenční kvantové hodiny a navigační systémy, které nabídnou lokální alternativy k GPS, stejně jako rozvoj RF apertur a diagnostiky v oblasti zdravotnictví s aplikacemi jako OPM-MEG.
Shrnuto, rok 2026 má být přechodovou etapou, kde se globální kvantové technologie ze silně experimentální fáze posunou směrem k praktickým implementacím a průmyslovým aplikacím, ale zároveň zůstanou výzvy ve financování a konsolidaci trhu.
Kvantovky v Česku
Výzkumníci sdružení v CESNETu ověřili, že kontinuální kvantová distribuce klíčů (CV-QKD) může fungovat přímo v běžné DWDM optické síti, tedy ve stejném vlákně a současně s klasickým vysokorychlostním datovým provozem, bez nutnosti vyhrazené „kvantové“ trasy. V laboratorním testu byl systém CV-QKD od firmy KEEQuant integrován s 400Gb/s šifrovací kartou Ribbon a napojen na Key Management System, který zajišťoval distribuci kvantově generovaných klíčů do šifrovací vrstvy; funkčnost celé sestavy byla ověřena reálným šifrovaným videopřenosem. Výsledek ukázal, že kvantový kanál lze do DWDM infrastruktury vložit bez snížení přenosové kapacity klasických datových kanálů, což je důležitý technický krok směrem k nasazení QKD v produkčních optických sítích a do budoucí evropské infrastruktury EuroQCI.
Kvantové počítače
Horizon Quantum (Singapur) se stala první kvantovou softwarovou firmou, která vlastní a provozuje vlastní kvantový počítač. Konkrétně instalovala 20-qubitový supravodivý systém od Rigetti přímo v soukromém datacentru pro vývoj a testování svých algoritmů. Systém je vybaven plnou řídicí elektronikou a cryostatem, který udržuje supravodivé qubity při milikelvinových teplotách, a poskytuje přímý přístup pro interní vývojové nástroje firmy; cílem je zrychlit iterace kvantového softwaru a benchmarkovat aplikace na reálném hardware bez závislosti na externích cloudových QPU službách.
Vědci představili čipový kvantový procesor, v němž qubity netvoří elektrony, ale jaderné spiny atomů wolframu (183W) v krystalu CaWO₄, které jsou extrémně stabilní a dokážou uchovat kvantovou informaci po dobu řádu sekund. Protože jaderné spiny se velmi obtížně přímo měří, tým je propojil s blízkými elektronovými spiny iontů erbia, které fungují jako zesilovače signálu a umožňují čtení stavu jaderného qubitu pomocí mikrovlnného rezonátoru na čipu, aniž by se informace zničila. V experimentu se podařilo realizovat základní kvantové operace mezi dvěma jadernými qubity, vytvořit jejich propletený stav a udržet jej déle než jednu sekundu, což ukazuje, že jaderné spiny mohou sloužit jako velmi „tichá“ paměť kvantových informací v pevnolátkových zařízeních.
Pasqal a Scaleway spustily kvantový cloud, který zpřístupňuje neutrálně-atomový kvantový počítač Pasqal přímo přes cloudovou infrastrukturu Scaleway, přičemž uživatelé mohou vzdáleně programovat a spouštět obvody na reálném hardwaru s atomy uvězněnými v optických pinzetách. Systém umožňuje dynamicky měnit geometrii mřížky atomů a jejich vzájemné interakce, což je klíčové pro testování analogových i digitálních kvantových algoritmů, a celý stack je integrován do běžného cloudového workflow (API, přístupová práva, účtování), takže kvantový procesor funguje jako další výpočetní zdroj vedle klasických CPU a GPU.
Quantum Rings spustila otevřenou kvantovou platformu, která uživatelům nabízí bezplatný výpočetní přístup k reálným kvantovým procesorům od IonQ (iontové pasti), IQM a Rigetti (supravodivé qubity) prostřednictvím jednotného cloudového rozhraní. Platforma sjednocuje různé hardwarové architektury pod jeden software stack, takže stejný kvantový program lze spustit na různých typech QPU bez úprav kódu, a je doplněna o nástroje pro správu úloh, fronty a základní benchmarking. Cílem je snížit bariéru vstupu k praktickému experimentování s kvantovým hardwarem a umožnit porovnávání chování algoritmů napříč různými technologiemi na skutečných strojích, nikoli jen na simulátorech.
QuantWare představilo architekturu VIO-40k, která je navržena tak, aby umožnila stavbu supravodivých procesorů až s 10 000 qubity odstraněním hlavního úzkého hrdla dnešních čipů – omezené hustoty řízení a propojení. Klíčem je vícevrstvá 3D integrace: qubitová vrstva je oddělena od řídicí a propojovací vrstvy, signály jsou vedeny vertikálně pomocí průchozích propojek a flip-chip spojů, takže se výrazně sníží počet mikrovlnných linek na okrajích čipu a zlepší se škálování bez nárůstu šumu. Architektura zároveň podporuje vysokou konektivitu přes laditelné vazby (couplery) a je kompatibilní s existujícími výrobními procesy, což má umožnit postupný přechod od dnešních stovek qubitů k řádově větším supravodivým systémům bez zásadní změny technologie.
Qudora uvedla kvantový emulátor Qamelion, který je zaměřený na realistické napodobení chování iontových kvantových počítačů tím, že do simulace přímo zahrnuje adaptivní modely šumu a chyb vycházející z reálných fyzikálních procesů v iontových pastech. Emulátor nepočítá jen ideální kvantové obvody, ale simuluje i konkrétní vlivy, jako jsou chyby dvouqubitových bran, dekoherence nebo kolísání laserových pulzů, přičemž tyto parametry lze ladit podle skutečného hardware. Díky tomu mohou vývojáři testovat, jak se jejich algoritmy budou chovat na reálném iontovém stroji ještě předtím, než je spustí na fyzickém kvantovém počítači, a upravit obvody tak, aby byly vůči chybám odolnější.
Google a britské National Quantum Computing Centre (NQCC) otevřely výzkumníkům ve Spojeném království přístup ke svému pokročilému kvantovému procesoru Willow, přičemž vědci mohou podávat návrhy experimentů a poté s odborníky z Google a NQCC navrhovat a spouštět skutečné obvody na tomto čipu; cílem je najít reálné aplikace pro kvantové výpočty tím, že se umožní přímé testování na jednom z nejvyspělejších dnešních zařízení a tím překonat omezení dosavadních experimentálních přístupů.
Studie od IonQ ukazuje, že síťově propojené kvantové počítače mohou překonat větší monolitické zařízení ve smyslu efektivního kvantového výkonu: tým analyzoval modely, kde menší QPU logicky propojené nízkolatenčním kanálem (např. optickým nebo mikrovlnným) běží spolu jako distribuovaný systém, sdílí entanglement a spolupracují na výpočtech. Podle výsledků takový „propojený“ systém dokáže lépe využít dostupné qubity díky snižování kumulované chybě při paralelním zpracování a lepšímu rozdělení úloh, než když jsou všechny qubity soustředěny v jednom větším čipu, kde se chyby a šum hromadí s velikostí čipu. Analýza zahrnovala kvantové algoritmy jako VQE a QAOA i šíření entanglementu mezi uzly, a IonQ ukazuje, že při reálných chybových modelech může distribuovaný systém dosáhnout vyšších výsledků fidelity a celkového výkonu než samostatný velký procesor se stejným počtem fyzických qubitů. Studie tedy naznačuje, že budoucí architektury kvantových počítačů mohou těžit ze škálování „side-by-side“ více menších QPU namísto pouhého zvyšování velikosti jednoho monolitického čipu.
Kvantové algoritmy a software
Qubit Pharmaceuticals ohlásil dva technické průlomy: jednak kvantově-klasický hybridní tok výpočtů, který podle jejich benchmarků dosahuje výrazného zrychlení simulací molekul ve srovnání s tradičními metodami, a jednak upřesněnou roadmapu k „užitečné“ kvantové výhodě do roku 2028. První část spočívá v integraci kvantních simulátorů a klasických HPC/algo modulů tak, že kvantová část řeší jen tu část problému, kde superpozice a interference přinášejí největší přínos (např. výpočty elektronové struktury ve velkých molekulách), zatímco klasické moduly zvládají zbytek; podle interních testů to přineslo oproti čistě klasickému řešení měřitelné zrychlení v řadě modelových úloh. Druhý prvek je konkrétní plán zahrnující měřitelné milníky, adaptaci error mitigation technik a testování na rostoucích kvantových procesorech tak, aby byla dosažena kvantově-pohoná simulace léčiv, která je prakticky použitelná v drug discovery workflow do roku 2028.
Kvantová bezpečnost a sítě
SpeQtral a RAL Space úspěšně vypustily a navedly na sluncem synchronní oběžnou dráhu (polární dráha, na které satelit prolétá nad stejným místem Země vždy ve stejnou místní sluneční dobu, protože jeho rovina oběhu se pomalu posouvá spolu se zdánlivým pohybem Slunce) 12U CubeSat SpeQtre, který na palubě nese miniaturizovaný a pro cesmír kvalifikovaný zdroj provázaných párů fotonů a detektorové moduly, takže může z velmi malé platformy zajišťovat kvantovou komunikaci mezi satelitem a pozemními stanicemi na bázi kvantového provázání. Satelit má v rámci demonstrátoru ověřit, že je možné z takto malého tělesa stabilně generovat a směrovat propletené fotony k Zemi a tím výrazně snížit velikost, cenu a energetickou náročnost budoucích satelitů pro kvantovou distribuci klíčů a další protokoly kvantové komunikace.
IonQ prostřednictvím své dceřiné firmy ID Quantique (IDQ) uvedla do provozu první národní kvantovou komunikační síť na Slovensku (projekt Slovak Quantum Communication Infrastructure, skQCI) ve spolupráci s Institute of Physics Slovak Academy of Sciences, která spojuje čtyři strategické lokality pomocí Quantum Key Distribution (QKD) a doplňuje jej hybridní architekturou kombinující QKD s post-kvantovou kryptografií (PQC) pro zabezpečené spojení mezi městy; tato síť posiluje kybernetickou bezpečnost kritických institucí (např. prezidentský palác, Národní bezpečnostní úřad, Quantum Pavilion) a zároveň je součástí širší evropské iniciativy EuroQCI pro vybudování odolného, kvantově bezpečného komunikačního páteřního propojení v EU.
SandboxAQ uzavřel partnerství s CIO amerického ministerstva obrany (ehm války), jehož cílem je praktická migrace stávajících systémů na post-kvantovou kryptografii a posílení kybernetické obrany proti budoucím kvantovým útokům. Technicky jde o nasazení nástrojů SandboxAQ pro inventarizaci kryptografie v rozsáhlých IT sítích, identifikaci míst, kde se používají dnes zranitelné algoritmy (např. RSA nebo ECC), a jejich nahrazení standardizovanými post-kvantovými algoritmy NIST včetně hybridních režimů, které kombinují klasickou i post-kvantovou ochranu. Součástí spolupráce je také testování dopadů těchto změn na výkon a interoperabilitu systémů a průběžné monitorování kryptografických rizik, aby přechod na kvantově odolné zabezpečení byl proveditelný v provozu, nikoli jen teoretický.
Kvantové technologie
Výzkumníci z Univerzity ve Varšavě vyvinuli metodu, která poprvé umožnila změřit a přesně zkalibrovat jednotlivý „zub“ terahertzového frekvenčního hřebene, a to pomocí tzv. kvantové antény tvořené Rydbergovými atomy. Jádrem řešení je plyn rubidiových atomů excitovaných laserem do Rydbergova stavu, které jsou extrémně citlivé na elektrická pole a lze je ladit tak, aby reagovaly jen na konkrétní frekvenci v terahertzovém pásmu; díky tomu fungují jako absolutně kalibrovaný senzor založený přímo na atomových konstantách. Protože samotná atomová elektrometrie nestačí na velmi slabé signály, tým ji zkombinoval s převodem terahertzového signálu na světlo, které lze detekovat vysoce citlivými fotonovými detektory. Tato kombinace umožnila rozlišit výkon jednotlivých frekvenčních „zubů“ v terahertzovém hřebeni, což dosud nebylo možné kvůli limitům elektroniky i optiky, a otevírá cestu k přesné terahertzové metrologii a referenčním standardům fungujícím při pokojové teplotě.
Kvantový byznys, investice a politika
Singapurský Horizon Quantum Computing (kvantový siftware) získal invetsice za 110 milionů USD.
Indičtí experti na kvantové sítě, Nu Quantum, vybrali v Series A 60 milionů USD.
Kanadská vláda oznámila podporu čtyř domácích kvantových firem — Anyon Systems, Nord Quantique, Photonic a Xanadu — v rámci programu Canadian Quantum Champions, jehož cílem je urychlit vývoj plnohodnotných kvantových počítačů vyvíjených a stavěných přímo v Kanadě. Každá z firem získá financování na technický rozvoj své konkrétní platformy: Anyon Systems na supravodivé qubity a řídicí elektroniku, Nord Quantique na architektury zaměřené na korekci chyb, Photonic na fotonické kvantové procesory založené na optických čipech a Xanadu na integrované fotonické systémy kombinované se softwarem. Podpora je zaměřena výhradně na hardwarový a systémový vývoj (nikoli základní výzkum) a má firmám umožnit postavit a otestovat funkční prototypy, které lze dále škálovat, čímž Kanada cílí na kontrolu klíčového kvantového know-how i výrobních kapacit na svém území.
Quantum Computing Inc. (QCi) oznámilo, že za 110 milionů USD v hotovosti koupí Luminar Semiconductor (LSI), dceřinou firmu Luminar Technologies, a tím si do vlastního „stacku“ bere hotové fotonické komponenty, IP a inženýrský tým, které mají posílit její dodávky a integraci integrované fotoniky pro kompaktní fotonické kvantové systémy.
Napsat komentář
Pro přidávání komentářů se musíte nejdříve přihlásit.