Kvantovky v Čechách
Evropský parlament i Evropská komise schválily program IRIS2. IRIS2 znamená Infrastructure for Resilience, Interconnection & Security by Satellites, tedy něco jako Starlink, i když více určený pro EU a členské státy. Ale bude tam i komerční část. Zajímavé ve spojení s ČR je, že IRIS2 bude řízeno agenturou EUSPA (Agentura Evropské unie pro Kosmický program), která již sídlí v Praze a například po navigaci Galileo a monitorovací síti Copernicus je to další program, který bude mít na starosti. Co je zajímavé pro nás tady, je fakt, že součástí IRIS2 je i vesmírná část EuroQCI, tedy kvantové satelity a jejich infrastruktura.
Kvantové počítače
Vědci z University of New South Wales vymysleli, vyrobili a předvedli nový typ spinových qubitů, které nazvali „flip-flop“. V Austrálii jsou světová špička v oblasti křemíkových spinových qubitů. Ale i ty mají spoustu problémů. Například je k jejich řízení potřeba proměnlivé magnetické pole. A to je problém, to se špatně formuje, respektive lokalizuje jen na malou oblast. Proto kvantové tečky nemůžeme dát úplně blízko sebe. Podobně i pro spin jádra, tam ta story je velmi podobná. V tomto případě si řekli, že chtějí křemíkový spinový qubit, ale řiditelný elektrickém polem. K tomu udělali spoustu simulací a výpočtů a nejlépe jim vyšla kombinace spinu elektronu a spinu jádra atomu. V tomto případě spin elektronu a jádra jsou vždy opačně. Třeba stav |0> je spin elektronu nahoru a jádra dolů a stav |1> je spin elektronu dolů a jádra nahoru. A elektricky to můžete řídit, pokud elektron mírně „posunete“ vzhledem k jádru a tak efektivně vytvoří elektrický dipól. A ten lze řídit elektricky, a navíc dva systémy blízko sebe mohou také elektricky interagovat, tedy interakce mezi více qubity. Ve výsledku by to mohlo vést k lépe ovladatelným spinovým qubitům kompatibilních s CMOS technologií pro výrobu.
Vizualizace flip-flop qubitů
Důvěřuj, ale prověřuj. A to zvláště platí pro kvantové počítače, kde ověřování může být velmi obtížné, zvláště při množství qubitů, které nejsme schopni simulovat na klasických počítačích. Nyní se objevila práce alespoň pro oblast kvantových simulátorů, kde díky kvantovým fluktuacím, které mají jistý vzorec, lze ověřit, jak moc dobře funguje váš kvantový simulátor.
Vědci z MIT představili nový teoretický koncept, jak použít spin jádra jako qubit, a to za pomoci laserů. To je téměř revoluční práce v mnoha směrech. Atomové jádro jako spin není úplně nová myšlenka. Například kvantové počítače na bázi uvězněných iontů jsou vlastně atomová jádra očesaná o elektrony (proto to jsou kladně nabité ionty), ale zde je qubit reprezentován pomocí energetických hladin. Také zde byly pokusy použít spin jádra skrze spin elektronu, viz výše. Nicméně to je taková metoda dost nepřímá, a tím pádem i komplikovanější. A v neposlední řadě, pokud by se tento princip podařilo realizovat, tak koherenční časy spinů jader se počítají v řádech hodin, a ne zlomků sekund jako u čehokoliv současného. Vědci zde chtějí využít takzvaný optonuclear quadrupolar (ONQ) efekt, kde použijí dva sladěné lasery o mírně odlišných vlnových délkách. Výhoda je, že by mohli použít vlnovou délku, která se používá i pro QKD, tedy mohlo by zde být přímé napojení. Budeme se těšit na experimentální realizaci.
Quantum Machines představilo nový produkt QCage.64. Jedná se o inovativní sadu čipů pro řízení supravodivých qubitů.
Řídicí čip QCage.64 pro řízení supravodivých qubitů, který je umístěn uvnitř kryogeniky
Kvantový software a algoritmy
Kvantové počítače v dohledné době nebudou vhodné pro velká data, ale pro malá, avšak komplexní data. Nicméně výzkumníci už nejen sní, ale dost konkrétně si umí představit, co vše by šlo udělat, až kvantové počítače zvládnou i velká data. A třeba tady se rozepisují ohledně AI a jazykových modelů.
Společnost QuEra, která pracuje na kvantových simulátorech na bázi neutrálních atomů, přišla s novou metodou, jak namapovat řešený problém na rydbergovské (neutrální) atomy v kvantovém simulátoru. Právě převod nějakého řešeného problému do kvantových počítačů je jeden z prvních problémů, na které narazíte. Samozřejmě, máme tu nějaké, téměř generické postupy, nicméně ty vůbec nemusí být ideální. Naopak, pokud toto mapování provedete dobře, můžete ušetřit spoustu qubitů a tím pádem řešit komplexnější problémy dříve.
Zajímavý příspěvek na blogu Qiskit: Jak mohou startupy využit Qiskit a být úspěšné.
Kvantový byznys, investice a granty
Kanadský startup Quantum Bridge Technologies získal grant v hodnotě jednoho milionu kanadských dolarů na test svého kvantově odolného řešení Distributed Symmetric Key Exchange (DSKE). Jejich řešení je postavené na základě předsdílených náhodných číslech u klienta a napříč několika huby.
EU vydala velký report o svých kvantových aktivitách pod hlavičkou Quantum Flagship 2018–2021. To celkově zahrnuje 1313 článků a dalších 223 je v recenzním řízení. Podáno bylo 105 patentů. Pro první čtyři roky EU dala 150 milionů eur do 64 konsorcií. Report pak popisuje úspěchy v jednotlivých oblastech, jako jsou kvantové počítače a simulátory, kvantové sítě, kvantové senzory apod. Například základní výzkum v oblasti fotoniky pomohl vzniknout 25 startupům a spin-offům. Ve čtení můžete pokračovat zde.
Rigetti je asi první kvantová společnost, která propouští. Rigetti oznámila aktualizaci své roadmapy a strategických dokumentů. Hlavní úsilí se má zaměřit na nový procesor Ankaa-1 s 84 qubity v prvním kvartálu 2023. A dále pak vylepšovat parametry a co nejdříve dosáhnout kvantové výhody i na menším počtu qubitů. Ono se to může zdát jako malý posun vůči současným procesorům Aspen-M s 80 qubity. Nicméně Ankaa zahrnuje nejen nový design a uspořádání qubitů, ale i vlastní supravodivé obvody jsou značně vylepšené. Po sérii Ankaa je pak na řadě série Lyra s 336 qubity. Toto vše obsahuje i změny na vedoucích pozicích a propuštění zhruba 28 procent zaměstnanců (předpokládám převážně nekvantových zaměstnanců).
Startup Quantum Brilliance získal investice za 18 milionu dolarů. Quantum Brilliance pracuje na kvantových počítačích na bázi NV center v nanodiamantech a jeho cílem je dodávat přímo celé kvantové počítače on premise, a nikoliv skrze cloud. Navíc výhoda tohoto typu qubitů je, že pracují při pokojové teplotě.
SandboxAQ (spin-off z Googlu) získal na investicích dalších 100 milionů dolarů, celkově již půl miliardy dolarů. SandboxAQ pracuje na různých produktech. Ten momentálně nejžhavější je AI, které skenuje síť zákazníka a identifikuje, které protokoly a aplikace budou muset použít kvantově odolné šifrování (PQC), a umí určit i prioritu či urgentnost. Dále ale pracuje i na kvantových senzorech a dalších kvantových aplikacích.
Nizozemí a USA podepsaly prohlášení o bližší spolupráci v oblasti kvantového výzkumu.
Startup memQ získal seed investici za dva miliony dolarů. MemQ pracuje na kvantovém opakovači (repeateru).
