Kvantové počítače
Výzkumníci z Aalto University představili první supravodivý kvantový tepelný stroj schopný cyklicky přeměňovat teplo v blízkosti absolutní nuly na užitečnou práci. Zařízení kombinuje transmonový qubit, rezonátor a kvantovou ledničku a realizuje kvantovou verzi Ottoova cyklu, známého z klasických spalovacích motorů. V experimentu se podařilo prokázat, že teplo proudící přes qubit skutečně vykonává kladnou práci, což představuje první experimentální demonstraci cyklického kvantového tepelného stroje v supravodivých obvodech. Praktický význam této technologie nespočívá ve výrobě energie, ale v možnosti vytvářet autonomní prvky uvnitř budoucích kvantových počítačů. Takový tepelný stroj by například mohl lokálně řídit, chladit nebo vyčítat stavy qubitů bez potřeby rozsáhlé infrastruktury mikrovlnných kabelů vedoucích z pokojové teploty do kryostatu; mohl by tak využít teplo a energii dostupnou přímo v kryostatu k provedení jednoduché fyzikální operace bez zásahu externí elektroniky. To by mohlo výrazně snížit složitost, cenu i šum u budoucích systémů obsahujících statisíce až miliony fyzických qubitů.
Výzkumníci z Cornell University vyvinuli nový postup pro výrobu supravodivých tantalových vrstev používaných v kvantových čipech, který snižuje potřebnou teplotu depozice z více než 400 °C na 200 °C. Proces místo běžně používaného argonu využívá při naprašování krypton, který dodává atomům tantalu více energie a umožňuje vytvořit požadovanou krystalickou strukturu i při výrazně nižší teplotě. Výsledné vrstvy vykazovaly vyšší elektrickou vodivost a výzkumníci z nich vyrobili velmi kvalitní qubity. Autoři zdůrazňují, že hlavním přínosem není jen výkon samotných qubitů, ale především výrazně lepší kompatibilita s průmyslovými polovodičovými výrobními procesy, což by mohlo usnadnit budoucí komerční výrobu supravodivých kvantových čipů.
IBM oznámila úspěšné propojení a zchlazení prvních modulárních kryogenních buněk, které mají tvořit základ budoucího fault‑tolerantního kvantového počítače Starling plánovaného na rok 2029. Místo tradičních samostatných válcových kryostatů IBM vyvíjí modulární „boxové“ kryogenní jednotky, které lze fyzicky spojovat vedle sebe a propojit kvantovými kabely při zachování provozní teploty pod 15 milikelvinů. Každý modul nabízí výrazně více prostoru pro kabeláž a je navržen pro provoz nejméně dvou tisíc fyzických qubitů. Klíčovou součástí architektury jsou takzvané L‑couplery, kryogenní propoje umožňující přenos kvantových stavů a provádění operací mezi oddělenými čipy. IBM plánuje ještě letos osadit moduly procesory Nighthawk a do roku 2027 propojit více čipů do systému s nejméně tisíci programovatelnými qubity, který má následně posloužit jako základ pro systém Starling.
Kryogenní moduly IBM
Kvantové algoritmy a software
Dvě nové práce z Fraunhofer IAF navrhují realističtější způsob hodnocení takzvané kvantové výhody (quantum advantage), tedy situace, kdy kvantový počítač prokazatelně překoná klasický. První studie kritizuje běžný přístup v kvantové chemii založený na idealizovaných uzavřených systémech a navrhuje využívat otevřené kvantové systémy, kde interakce s okolím a disipace nejsou považovány za nežádoucí šum, ale za potenciálně užitečný zdroj pro přípravu, stabilizaci a vzorkování kvantových stavů. Druhá studie se zaměřuje na algoritmus QAOA a tvrdí, že při posuzování kvantové výhody nestačí malé demonstrační úlohy, ale je nutné sledovat, jak se výkon mění s rostoucí velikostí problému. Autoři proto představují metodu přenosu optimalizačních parametrů z menších na větší instance a na simulacích ukazují možnou výhodu u úloh portfoliové optimalizace. Obě práce spojuje snaha nahradit obecná tvrzení o budoucí kvantové výhodě přesnějšími a měřitelnými kritérii založenými na realistických fyzikálních podmínkách a škálování algoritmů.
Kvantová bezpečnost
Trochu offtopic pro tento blog, ale zajímavé. Tento článek upozorňuje na nový problém v kryptoanalýze podporované AI: když dva výzkumníci nezávisle dospějí ke stejnému výsledku pomocí stejného jazykového modelu, nemusí už jít o skutečně nezávislé ověření. Autor uvádí sérii nedávných případů, kdy různé týmy dospěly k totožným kryptografickým důkazům či analýzám s pomocí GPT‑5.6, a argumentuje, že tradiční představa „nezávislé potvrzení více odborníky“ ztrácí část své vypovídací hodnoty, pokud všechny týmy využívají stejný model se stejnými váhami a potenciálně stejnými slepými místy. Článek přitom nevolá po změně kryptografických algoritmů ani nezpochybňuje konkrétní výsledky, ale navrhuje změnit způsob, jakým komunita hodnotí a dokumentuje kryptoanalytické objevy. Za důležitější než počet potvrzení považuje transparentnost ohledně použitých modelů, způsobu ověření a formálních důkazů, aby bylo možné posoudit, nakolik jsou jednotlivé analýzy skutečně nezávislé.
Kvantový byznys, investice a politika
Indická společnost QpiAI otevřela v Bengalúru vlastní továrnu na kvantové čipy, která je dnes schopna vyrábět supravodivé procesory až se 128 qubity, přičemž v roce 2027 chce navýšit kapacitu až na 10 tisíc fyzických qubitů. Závod má pokrývat celý výrobní proces od litografie přes leptání až po pouzdření čipů a bude sloužit nejen pro výrobu současných procesorů QpiAI, ale také pro výzkum dalších typů qubitů. Firma do projektu investovala 20 až 25 milionů dolarů a plánuje další rozšíření, přičemž celý projekt prezentuje jako součást snahy vybudovat v Indii domácí výrobní ekosystém pro kvantové technologie a snížit závislost na zahraničních dodavatelích.
Dirac Labs, nový spinout z University of Wisconsin-Madison, získal pre-seed investici 1,8 milionu dolarů na kvantové senzory, konkrétně navigaci na bázi magnetometrů s NV centry.
- Chcete mít Lupu bez bannerů?
- Chcete dostávat speciální týdenní newsletter o zákulisí českého internetu?
- Chcete mít k dispozici strojové přepisy podcastů?
- Chcete získat slevu 1 000 Kč na jednu z našich konferencí?
Staňte se naším podporovatelem
ČLÁNKY DO MAILU