Kvantovky v Česku
Vysoké učení technické v Brně spouští evropský projekt QARC (Quantum-Resistant Cryptography in Practice), který se zaměřuje na vývoj prakticky použitelných nástrojů postkvantové kryptografie. Projekt cílí na konkrétní technická řešení, jako jsou kvantově odolné šifrovací algoritmy a digitální podpisy, založená například na mřížkových problémech nebo systémech nelineárních rovnic, a jejich integraci do stávající IT infrastruktury. Důraz je kladen na reálné nasazení – tedy na knihovny, protokoly a implementace, které umožní chránit data ještě předtím, než se kvantové počítače stanou praktickým bezpečnostním rizikem. Projekt právě vstupuje do realizační fáze a spojuje téměř 50 odborníků z 18 institucí napříč 11 evropskými zeměmi.
Kvantové počítače
Vědci z Paul Scherrer Institute (PSI) a ETH Zurich úspěšně provedli takzvanou lattice surgery — techniku, která umožňuje provádět kvantové logické operace mezi dvěma logickými qubity na supravodivém 17qubitovém čipu zachovávající průběžnou korekci chyb. Logické qubity jsou kvůli chybám tvořeny z více fyzických qubitů pomocí topologického kódu surface code. V experimentu bylo devět datových qubitů plus osm pomocných stabilizátorů k měření chyb. Lattice surgery je způsob, jak na kvantovém čipu dočasně „spojit“ nebo „rozpojit“ dvě oblasti s logickými qubity tak, aby mezi nimi bylo možné provést logickou operaci, aniž by se vypnula průběžná korekce chyb. Prakticky to znamená, že se změní sada měřených stabilizátorů na hranici mezi oběma oblastmi, čímž se informace přenese z jednoho logického qubitu na druhý, ale samotná struktura ochrany proti chybám zůstane zachována. Tahle technika je považována za jeden ze základních stavebních prvků pro fault-tolerantní CNOT a další logické brány v plošných architekturách s omezenou konektivitou mezi qubity, a tím posouvá kvantové stroje blíž ke škálovatelnému, chybově odolnému zpracování algoritmů.
Topologie kvantového procesoru a rozdělění fyzických qubitů na logické celky
Tým z QuTech poprvé předvedl čtení stavu Majoranova qubitu v reálném čase jedním měřením (single-shot readout). U těchto qubitů se informace ukládá do takzvané parity – tedy do toho, zda je sdružený kvantový stav „obsazený“ nebo „prázdný“. Výzkumníci vytvořili jednoduchou strukturu z polovodičových kvantových teček napojených na supravodič a paritu četli nepřímo pomocí mikrovlnného rezonátoru, který reaguje na změny kvantové kapacitance systému. Díky tomu dokázali nejen rozlišit oba stavy jedním měřením, ale také sledovat jejich náhodné přepínání a změřit koherenční časy přesahující milisekundu. Jde o důležitý krok k praktickému řízení topologických qubitů.
V Mnichově v Leibniz Supercomputing Centre (LRZ) byl spuštěn kvantový počítač Euro-Q-Exa v rámci evropské iniciativy EuroHPC Joint Undertaking (stejně jako český VLQ v Ostravě), které je přímo integrováno do klasické superpočítačové infrastruktury (SuperMUC-NG). Systém je založen na 54 supravodivých qubitech postavených na platformě Radiance od IQM Quantum Computers a optimalizován pro hybridní kvantové-klasické pracovní postupy, tedy kombinování kvantových operací s HPC výpočty pro real-world úlohy. Díky přímému provozu na místě a napojení na existující HPC prostředí mohou výzkumníci spouštět kvantové experimenty lokálně, testovat funkční algoritmy a vyvíjet řešení bez „černé skříňky“ z cloudu, což podporuje budování kompetencí i know-how v Evropě samotné. Do konce roku 2026 je naplánována rozšířená verze s cca 150 qubity, která výrazně zvýší výpočetní kapacitu systému.
Kvantový software a algoritmy
Společnost Classiq vydala verzi 1.0 své platformy pro vývoj kvantového softwaru a posouvá ji z experimentálního nástroje do podoby určené pro systematické inženýrství. Základem je princip „correct-by-construction“, tedy kontrola správnosti návrhu už při syntéze obvodu – například automatické řízení uncomputation a práce s pomocnými qubity, aby v obvodu nezůstával „odpad“. Aktualizovaný jazyk Qmod nově podporuje klasické lokální proměnné, podmíněné větvení během běhu i měření uprostřed výpočtu, takže lze popsat složitější algoritmy bez ruční manipulace s hradly. Platforma zároveň převádí tento vysokoúrovňový popis na optimalizovaný kvantový obvod s ohledem na konkrétní hardware, včetně omezení konektivity, počtu qubitů a hloubky obvodu.
Startup Iceberg Quantum představil svoji Pinnacle architekturu, což je návrh fault-tolerantní kvantové výpočetní struktury založené na kvantových LDPC kódech (low-density parity-check), které mají podstatně nižší režii chybové korekce než tradiční povrchové kódy. Tato architektura podle numerických simulací ukazuje, že faktorizace 2048bitového RSA pomocí Shorova algoritmu by mohla být dosažitelná s méně než 100 tisíci fyzickými qubity, za předpokladu reálných parametrů chybovosti (~10⁻³) a cyklu kódu ~1 μs — což je zhruba řádově o desetinásobek méně než se dříve uvádělo jako nutné pro takovou úlohu (s tím, že menší počet qubitů je na úkor delšího výpočtu, konkrétně louskání RSA-2048 by běželo zhruba měsíc). Iceberg zároveň získal seed investici šest milionů dolarů, přičemž jeho přístup je navržen tak, aby byl kompatibilní s různými fyzikálními platformami qubitů a umožnil spolupráci s existujícími hardware partnery.
Xanadu zveřejnil nový kvantový algoritmus pro simulaci fotochemických procesů, který kombinuje variational quantum eigensolver (VQE) s firemní technikou Bosonic Encoding. Místo tradičních binárně kódovaných elektronických stavů používá bosonické módy světla k reprezentaci vibračních a vibronických stavů molekul, což výrazně redukuje počet potřebných qubitů pro přesné zachycení potenciálních energetických povrchů a přechodových stavů ve fotochemických reakcích. Algoritmus navrhuje parametrizované kvantové obvody, které učí optimální kombinaci bosonických modulů tak, aby minimalizovala energii soustavy, a zároveň využívá gradientní metody během tréninku pro efektivní optimalizaci parametrů. Takový přístup umožňuje simulovat nejen elektronické, ale i vibrační dynamiky, které jsou klíčové pro pochopení absorpčních spekter a fotoreakcí v komplexních molekulách, a dává naději na přesnější modely fotochemie při menší kvantové náročnosti než klasické metody.
Kvantové sítě
Vědci experimentálně demonstrovali na zařízení nezávislou (device-independent) kvantovou výměnu klíčů (DI-QKD) na optickém vlákně o délce až 100 kilometrů, tedy na vzdálenostech odpovídajících městským sítím. Protokol je založený na provázání kvantových pamětí a na přenosu jednotlivých fotonů, přičemž bezpečnost není odvozena z důvěry v použité detektory, ale z pozorované kvantové korelace mezi oběma konci spojení. Klíčovou technickou inovací je frekvenční konverze fotonů do telekomunikačního pásma s nízkým útlumem, díky níž zůstává věrnost provázání dostatečně vysoká i při desítkách kilometrů optického vlákna. To umožňuje generovat kladný bezpečný klíčový tok i v režimu, kde starší dvoufotonové DI-QKD schémata selhávala kvůli ztrátám a šumu.
Kvantový byznys, investice a politika
Švýcarský startup Chiral získal 10 milionů eur v investici seed na škálování robotického systému pro integraci nanomateriálů do výroby pokročilých polovodičových čipů. Jeho jádrem je automatizovaná nano assembly platforma, která využívá umělou inteligenci a mechanické přenosové procesy při pokojové teplotě k deterministickému a selektivnímu umísťování nanomateriálů (například grafenu, TMD, CNT či hBN) na křemíkové wafery bez kontaminace, čímž se zachovávají jejich elektrické vlastnosti.
- 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