Qubity: Češi vytvořili novou metodu předávání kvantových klíčů, Slováci zprovoznili kvantovou paměť

Dnes
Doba čtení: 6 minut

Sdílet

IBM Nighthawk
Autor: IBM
Pravidelný přehled novinek z rozsáhlého a rozvíjejícího se oboru kvantových počítačů, který vydáváme ve spolupráci s blogem Qubits.cz.

Kvantové počítače

TQI v článku rozebírá současnou debatu o dosažení takzvané „kvantové výhody“ (quantum advantage). Autoři tvrdí, že už nebylo prakticky pochyb o tom, že tato mez byla překročena – otázkou nyní není „zda“, ale „co přesně se počítá jako kvantová výhoda“. Uvádějí, že původní definice byla velmi úzká (například jednorázové problémy typu random circuit sampling, kde kvantový stroj snadno překonal klasické superpočítače), ale dnes se debata přesouvá k tomu, které třídy úloh a metrik výkonu dávají kvantovým systémům skutečnou výhodu oproti nejlepší klasické metodě. Autoři zdůrazňují, že nové benchmarky a testy musí brát v úvahu hybridní klasicko-kvantní přístupy, realistickou chybovost hardwaru a optimalizované klasické algoritmy, aby bylo možné smysluplně porovnávat výkon v praktických aplikacích jako optimalizace, kvantová chemie nebo strojové učení. Článek navrhuje, že diskuse by se měla posunout od jednorázových „zápasů v rychlosti“ k definici konkrétních, užitečných příkladů, kde kvantová metoda přináší měřitelný benefit, a vybízí ke standardizaci benchmarků a metrik, které zohlední jak výpočetní náročnost, tak robustnost a škálovatelnost reálných kvantových systémů.

IBM nabízí předběžný přístup přes cloud k dvěma svým nejnovějším kvantovým procesorům – 120qubitovému Nighthawku a upgradovanému systému Heron. Nighthawk má 218 laditelných propojek mezi qubity (≈ 20 % více než dřívější Heron), takže umožňuje spouštět sekvence až ~5 000 dvouqubitových bran a o ~30 % složitější obvody bez výrazného nárůstu chyb, přičemž střední coherence time (T₁) dosahuje ~350 µs – tedy více než u předchozích generací. IBM upozorňuje, že Nighthawk je zatím explorační systém s dočasnými omezeními (například delší čekací doby mezi běhy a omezená podpora dynamických obvodů), ale zároveň naznačuje dlouhodobou roadmapu, podle níž budoucí iterace tohoto designu mohou podporovat stále hlubší kvantové obvody a větší počet řízených operací v následujících letech.

EeroQ představil technologickou demonstraci škálovatelné CMOS řídící architektury, která dokáže kontrolovat až jeden milion helium-bound qubitů (kvantových bitů vázaných heliovými atomy) pomocí standardní křemíkové CMOS elektroniky integrované na čipu. Klíčové je, že namísto tradičního přístupu s externími generátory a směšovači signálů se řídicí pulzy, demodulace i čtení probíhají přímo v kryogenním prostředí na několika integrovaných CMOS vrstvách, což dramaticky snižuje počet vedení mezi teplou a studenou částí systému, latenci i energetickou spotřebu. Architektura rozděluje milion qubitů do hierarchických bloků a lokálních řadičů, které sdílejí společné časové rozvržení a synchronizaci, takže je možné paralelně ovládat rozsáhlé pole qubitů bez extrémně vysoké komplexity signální sítě.

Kvantové algoritmy a software

Výzkumníci publikovali další studii, která opět ukazuje, že kvantové výpočty mohou významně urychlit návrh nových léků, a to díky hybridnímu přístupu kombinující kvantové simulace elektronové struktury molekul s klasickými výpočetními metodami. V technickém jádru projektu vědci použili kvantový algoritmus variational quantum eigensolver (VQE) k modelování excitovaných stavů a interakcí ligandů s biologickými cíli – úlohy, které jsou na klasických superpočítačích buď extrémně náročné, nebo náchylné k chybám při aproximacích. Hybridní workflow přenechává kvantové části simulace (které zahrnují silně korelované elektronové konfigurace) kvantovému procesoru a zbytek výpočtu zpracovává tradiční klasický hardware, čímž dosahuje lepšího vyvážení výpočetní náročnosti a přesnosti. Studie uvádí, že takový hybridní přístup již v raných testech urychlil výpočty pro vybrané molekuly ve srovnání s čistě klasickými metodami a poskytl detailnější vhled do energetických hladin a vazebných energií, což je kritické pro identifikaci slibných kandidátů na léčiva.

Kvantová bezpečnost a sítě

Vědci z katedry optiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci ve spolupráci s Dánskou technickou univerzitou navrhli nový protokol kvantové distribuce klíčů, který místo dosavadního modelu „jeden k jednomu“ umožňuje současné a nezávislé sdílení šifrovacích klíčů z jednoho centrálního zdroje k více uživatelům. Řešení vychází z konceptu continuous-variable QKD, kde se informace nekóduje do jednotlivých fotonů, ale do spojitých změn amplitudy a fáze světelného pole, a je zasazeno do architektury CV-QPON, tedy pasivní optické kvantové sítě podobné dnešním telekomunikačním PON sítím. Díky tomu může více příjemců používat stejný kvantový signál ve společném optickém vlákně a z něj si odvozovat vlastní, vzájemně oddělené klíče, aniž by bylo nutné budovat samostatné kvantové spoje nebo nasazovat specializovaný hardware. Bezpečnost je v návrhu založena na přímo měřitelných fyzikálních parametrech signálu, což umožňuje flexibilní nastavení míry zabezpečení, a celý protokol je kompatibilní se stávající optickou infrastrukturou, což z něj dělá praktický kandidát pro řešení takzvané „poslední míle“ v budoucích kvantově zabezpečených komunikačních sítích. Velmi pěkný výsledek. Třeba by v ČR na toto mohl vzniknout i startup.

Česko konečně začíná stavět neprolomitelnou kvantovou síť. Její část je ale v ohrožení, chybí peníze Přečtěte si také:

Česko konečně začíná stavět neprolomitelnou kvantovou síť. Její část je ale v ohrožení, chybí peníze

BTQ Technologies spustila Bitcoin Quantum Testnet (BQT), což je veřejná testovací síť pro bitcoin navržená tak, aby ověřovala odolnost kryptografických klíčů proti útokům kvantových počítačů a umožnila experimentování s postkvantovými mechanismy na reálném blockchainu. Testnet funguje paralelně s bitcoinem a uživatelé v něm mohou vytvářet transakce, které využívají například hybridní podpisové schémata kombinující klasickou ECDSA s kvantově odolnými algoritmy, a sledovat, jak tyto podpisy ovlivňují velikost bloků, latenci ověřování a interoperabilitu s existující bitcoin infrastrukturou. BQT zahrnuje také nástroje pro vývojáře, které umožní simulovat útočné scénáře, kdy kvantový počítač zkusí prolomit klíče, a měřit, jak dobře je chrání nově integrovanými postkvantovými algoritmy, čímž síť poskytuje expertní prostředí pro testování budoucích změn protokolu a standardů bez rizika ovlivnit hlavní bitcoin síť. Tento krok má podle BTQ Technologies pomoci komunitě i výzkumníkům lépe připravit bitcoin i jiné kryptoměny na éru, kdy by výkonné kvantové počítače mohly ohrozit současné kryptografické primitivy.

Češi jako jedni z prvních na světě spustili komerční síť, kterou nejde odposlouchávat. Využívá částice světla Přečtěte si také:

Češi jako jedni z prvních na světě spustili komerční síť, kterou nejde odposlouchávat. Využívá částice světla

Kvantové technologie

Welinq oznámil první komerční prodej své technologie QDrive Quantum Memory Slovenské akademii věd (SAV), čímž její kvantová paměťová jednotka vstupuje na trh mimo výzkumné demonstrace. QDrive je navržen jako rychlá, nízkolatenční kvantová cache mezi klasickou výpočetní logikou a kvantovým procesorem — implementuje parametrické paměťové buňky, které udržují kvantové stavy delší dobu, než je typické u standardních fyzických qubitů, a přitom dovolují rychlé ukládání a obnovování qubitových informací během probíhajících kvantových obvodů. SAV bude systém používat pro integraci s existujícími quantum-classical workflowy, kde QDrive funguje jako mezivrstva pro ukládání výsledků sub-obvodů a redukci chyb, což urychlí iterace mezi mutací a rekombinací stavů během algoritmů jako VQE nebo QAOA.

Kvantový byznys, investice a politika

Q*Bird, nizozemská společnost zaměřená na kvantově zabezpečenou komunikaci pomocí MDI-QKD, získala prostřednictvím EIC Accelerator 2025 2,5 milionu eur v grantech a pět milionu eur v investičním kapitálu, které budou použity na rozšíření jejího průmyslového projektu NEXUS: cílem je zvýšit efektivitu a výrobu hardwaru MDI-QKD, vyvíjet nové optické moduly a vytvořit orchestrace softwaru pro multioperátorské kvantové sítě, čímž se podpoří rozsáhlé nasazení tohoto typu bezpečné komunikace po celé Evropě.

Ukrajinský kvantově-softwarový startup Haiqu získal v rámci seed kola 11 milionů dolarů.

Zatímco Infleqtion již je blízko vstupu na burzu, Honeywell, majoritní vlatník Quantinuum, uvažuje, že na burzu pošle i Quantinuum.

HR 26 Early

60 milionů dolarů získal startup Equal1, který vyvíjí polovodičové kvantové procesory kde se používají současné metody pro výrobu čipů.

Americký SEALSQ se nyní dohaduje s Quobly, francouzským výrobcem křemíkových kvantových čipů, že by jej koupil.

  • 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

Seriál: Qubity
Neutrální ikona do widgetu na odběr článků ze seriálů

Zajímá vás toto téma? Chcete se o něm dozvědět víc?

Objednejte si upozornění na nově vydané články do vašeho mailu. Žádný článek vám tak neuteče.


Autor článku

Výzkumník v oblasti bezpečnostních aspektů kvantových technologií a teoretické jaderné fyziky na FJFI ČVUT a zakladatel společnosti Quantum Phi. Doktorát má z jaderné a částicové fyziky. Provozuje blog Qubits.cz a je poradcem fondu Tensor Ventures.

Upozorníme vás na články, které by vám neměly uniknout (maximálně 2x týdně).