Qubity: Komerční kvantová navigace, lepší křemíkové qubity, rychlejší hybridní výpočty

Dnes
Doba čtení: 5 minut

Sdílet

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

Kvantové počítače

Výzkumné týmy vedené IBM popsaly nový přístup k překonání jednoho z klíčových úzkých hrdel hybridního kvantově-klasického výpočtu — tedy zpoždění a režijní náročnosti při opakovaném přepínání mezi kvantovým procesorem (QPU) a klasickým CPU/GPU během optimalizačních a variačních algoritmů. Namísto tradičního sekvenčního modelu, kde se obvod na QPU spustí, výsledek se přenese zpět na klasický procesor, analyzuje a pak se znovu odešle zpět na QPU, navrhují asynchronní workflow a sdílenou datovou cestu, která umožňuje paralelizovat a překrývat kvantové běhy s klasickými výpočty bez čekání na jejich dokončení. Technicky to dosahují pomocí bufferovaných datových kanálů a event-driven orchestrací, kde se výpočty na QPU spouštějí a vyhodnocují nezávisle na tom, co právě probíhá na CPU/GPU, a výsledky se slučují až po dosažení určité konvergence, čímž se redukuje latence i režijní zátěž. Toto zlepšení má u variational quantum algorithms (například VQE a QAOA) přinést výrazné zrychlení a efektivnější využití jak kvantových, tak klasických zdrojů.

Tým ze Stanfordovy univerzity vyvinul nový typ optické dutiny pro atomové qubity, který umožňuje rychlé a paralelní čtení kvantové informace z velkého počtu qubitů najednou, což je dlouhodobě jeden z hlavních technických limitů škálování kvantových počítačů z neutrálními atomy jako qubity. Každý atom–qubit je umístěn do vlastní miniaturní optické dutiny doplněné mikročočkami, které silně fokusují světlo přímo na atom, takže i s malým počtem odrazů lze účinně zachytit fotony emitované qubitem při měření. Výzkumníci experimentálně demonstrovali funkční pole 40 dutin a prototyp s více než 500 dutinami, přičemž architektura je navržena tak, aby se dala rozšířit na desítky tisíc až milion qubitů. Klíčovým přínosem je, že tento přístup řeší fyzikální problém pomalé a všesměrové emise světla z atomů a nabízí realistickou cestu k masivně paralelnímu čtení qubitů, které je nutné pro budoucí distribuované kvantové počítače a kvantové výpočetní sítě.

Tchajwanská Academia Sinica oznámila, že vyvinula 20qubitový supravodivý kvantový počítač, který byl zkonstruován kompletně doma v akademickém prostředí a nyní je otevřený pro použití místními výzkumníky k simulacím a testování kvantových algoritmů. Projekt navazuje na dřívější pětiqubitový systém a ukazuje, že tým významně pokročil v fabriaci, integraci a stabilitě více qubitů, včetně vylepšené výroby čipů, fine-tuning frekvencí qubitů a optimalizace tlumení rušení, což je důležité pro hlubší kvantové obvody a složitější výpočty.

Silicon Quantum Computing (SQC) oznámila, že jejich 11qubitový kvantový procesor založený na atomově přesném umístění fosforových atomů v čistém křemíku 28 vykazuje „scaling advantage“ — kvalita (qubit fidelity) operací neklesá, ale roste s přidáváním dalších qubitů. Tento víceregistrový design spojuje dva nukleární spinové registry (4 + 5 qubitů) pomocí electron-exchange interakcí a dosahuje bránových fidelit 99,10 % až 99,99 %, což je na úrovni, kde je teoreticky možné přiblížit se prahům pro chybovou korekci — obvykle zapovězené u větších systémů kvůli šumu. Taková stabilní škálovatelnost je klíčová, protože většina dnešních kvantových architektur při rostoucí velikosti ztrácí výkon kvůli krosstalku a dekoherenci, zatímco SQC ukazuje, že atomově přesné umístění a ultrapřesná lithografie (~0,13 nm) mohou udržet vysokou kvalitu i u většího počtu qubitů.

Kvantový software a algoritmy

Qutwo je nově založený startup, který se zaměřuje na AI řízené simulace hybridních výpočtů s cílem modelovat, jak by se existující podnikové výpočetní úlohy mohly postupně přesouvat z klasických systémů na kvantové architektury. Namísto pokusu o těžkotonážní výpočty na reálném kvantovém hardwaru, který zatím nedosahuje praktické „kvantové výhody“, Qutwo vyvíjí software, který který integruje modely chování kvantových obvodů s optimalizačními a predikčními AI algoritmy, aby firmy mohly analyzovat, které části jejich pracovních zátěží by při růstu kvantové kapacity mohly skutečně těžit z kvantových metod a jak tyto úlohy překlenout z GPU/CPU prostředí na hybridní kvantové řešení.

Kvantová bezpečnost

BlueQubit spustil Quantum Advantage Challenge, soutěž založenou na takzvaných peaked circuits — speciálních kvantových obvodech, které cíleně vytvářejí distribuční „vrchol“ v jednom skrytém bitovém řetězci s výrazně vyšší pravděpodobností než ostatní. Tento typ obvodu je navržen tak, že kvantový počítač může relativně snadno najít tento vrcholový bitstring měřením výsledků, zatímco klasický počítač by musel prohledat celý 2⁵⁶-elementový prostor možností, což je z hlediska paměti i výpočetního výkonu nepředstavitelně náročné (vyžadovalo by více RAM než všechny klasické počítače dohromady). Řešení vrcholového bitstringu je skryto jako privátní klíč do bitcoinové peněženky s 0,25 BTC, takže jeho nalezením se potvrzuje buď kvantová výhoda, nebo nečekaný průlom v klasickém algoritmu přímo na kryptografickém úkolu.

01 Quantum a qLABS představily Layer 1 Migration Toolkit, který je navržen jako technický rámec pro postupné převedení existujících blokchainových sítí (například Ethereum, Solana) z dnešních klasických kryptografických algoritmů na post-quantum kryptografii (PQC) . Toolkit implementuje tři technické fáze: (1) Quantum-Sig smart-contract peněženky, které uživatelům okamžitě poskytují ochranu transakcí pomocí PQC bez čekání na kompletní upgrade sítě, (2) návrh nové post-quantum architektury s definicí výkonových a kompatibilních parametrů pro validátory a vývojáře, a (3) samotnou integraci a aktivaci PQC pomocí zero-knowledge důkazů v kombinaci s patentovanými moduly jako Quantum Crypto Wrapper (QCW) a Quantum DeFi Wrapper (QDW) s takzvaným PQC Circuit Breakerem — to je mechanismus, který monitoruje a ověřuje správné použití PQC uvnitř smart kontraktů bez nutnosti tvrdých forků či výpadku provozu.

Kvantové technologie

Q-CTRL na Singapore Airshow 2026 předvedlo svůj systém Quantum Navigation, který kombinuje kvantové magnetické senzory (navigace na bázi magnetických anomálií země) s klasickými navigačními daty (IMU/GNSS) pomocí pokročilých chybám odolných filtrů a optimalizačních algoritmů, aby udržela přesné polohové a orientační odhady i v prostředích, kde GNSS signál selhává. Systém implementuje hybridní architekturu, která dynamicky váží informace z kvantových měření a klasických senzorů, čímž snižuje drift a podporuje robustní navigaci pro letectví a další kritické aplikace.

Vědci z Caltechu vyvinuli fotonické integrované obvody (PIC) na křemíkovém substrátu, které dosahují ultranízkých optických ztrát podobných těm v optických vláknech – zejména v oblasti viditelných a blízkých infračervených vlnových délek. Klíčová technická změna je použití germano-silicátových vlnovodů, tedy skleněné směsi podobné té, ze které se vyrábějí optická vlákna, ale nanofabrikované pomocí CMOS-kompatibilních procesů a následně tepelně upravené („reflow“) pro atomární hladkost povrchu, což dramaticky snižuje světelné rozptylové ztráty až dvacetkrát oproti běžně používanému silikon nitridu a zvyšuje koherenci laserů více než stokrát.

UXDay26

Kvantový byznys, investice a politika

QT Sense získala čtyři miliony eur na rozvoj Quantum Nuova, biosenzorické platformy využívající fluorescenční nanodiamantové kvantové senzory, které dokážou ve živých buňkách v reálném čase detekovat dynamické změny, jako je oxidační stres, metabolické posuny a kinetika volných radikálů s rozlišením na úrovni jednotlivých buněk.

Australský Diraq získal další 20 milionů australských dolarů pro komercionalizaci svých křemíkových kvantových čipů.

  • 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).