Hlavní navigace

Qubity: Kvantové CPU od Amazonu, model kvantových hodin, Čína poprvé exportovala kvantový procesor

3. 12. 2023
Doba čtení: 4 minuty

Sdílet

Kvantový procesor od Amazonu Autor: Amazon Web Services
Pravidelný přehled novinek z rozsáhlého a rozvíjejícího se oboru kvantových počítačů, který vydáváme ve spolupráci s blogem Qubits.cz.

Kvantové počítače

Amazon Braket spouští službu Braket Direct. Jedná se o službu pro pokročilejší, v rámci které si lze rezervovat kvantové počítače, mít předběžný přístup k novinkám a přímý přístup ke kvantovým specialistům Amazonu. Jinak řečeno, žádné čekání ve frontách.

A u Amazonu zůstaneme. Ten na konferenci re:Invent 2023 oznámil vlastní kvantový procesor Amazon Quantum Chip. To, že Amazon pracuje na vlastním QPU, je již nějaký čas známo a je také známo, že se v tomto snažení hodně zaměřuje na potlačení kvantových chyb. Amazon moc detailů neposkytl, ale pochlubil se, že tzv. bit flip chybu, tedy náhodné přeskočení z 0 na 1 nebo naopak, potlačili faktorem 100. Navíc to vedlo k výslednému až šestinásobnému zjednodušení na úrovni hardwaru a korekce kvantových chyb. Amazon má qubity na bázi supravodivých obvodů, ale zcela jinak připravených. Supravodivé obvody jsou tištěné do křemíku. Občas je značí jako „cat“ qubity.

Oxford Quantum Circuits (OQC) představil svůj nový přírůstek zvaný Toshiko Platform. Toshiko je kvantový procesor na bázi supravodivých qubitů. Jeho verze Gen-1 má 32 qubitů a měl by být snadno škálovatelný nahoru. Zatím je dostupný v rámci betaverze programu. Jeho fidelity jsou 1Q 99,9 procenta a 2Q 96 procent. Toshiko je navržený tak, že by se mělo jednat o komerční systém. OQC také oznámil uzavření investičního kola Series B s výsledkem sto milionů dolarů.

Toshiko, kvantový supravodivý procesor se 32 qubity

Toshiko, kvantový supravodivý procesor se 32 qubity

Autor: OQC

Japonsko má další kvantový počítač. University of Tokyo spolu s IBM spustily IBM System One, který obsahuje kvantový procesor Eagle se 127 qubity jako součást Quantum Innovation Initiative. Konsorcium hodlá využít nový procesor systému mimo jiné pro kvantový výzkum v oblasti bioinformatiky, fyziky vysokých energií, materiálových věd a financí.

Kvantový software a algoritmy

Qiskit poslední dobou prochází poměrně mnoha změnami, jednou z těch posledních je přesunutí kvantových algoritmů do nezávislého balíku, a to od verze 0.44.0. Tedy místo qiskit.algorithms bude muset použít novou knihovnu qiskit-algorithms, která byla přesunuta do nového repozitáře qiskit-community. A pro zajímavost, Qiskit 1.0 by měl vyjít v únoru 2024.

Nenápadný, ale zajímavý pokrok. Skupina výzkumníků vytvořila kvantový algoritmus (kombinující Quantum Phase Estimation a Quantum Amplitude Estimation algoritmy), který poskytuje až kvadratické zrychlení oproti nejlepším klasickým algoritmům pro problém hledání nejmenších vlastních čísel v hermitovských maticích. Využití by to mohlo najít v chemickém a materiálovém výzkumu. 

Australský Q-Ctrl oznámil, že jeho technologie na korekci kvantových chyb je integrovaná do IBM Quantum v rámci Pay-As-You-Go služeb. Výsledkem bude mnohem jednodušší využití optimalizačních systémů Q-Ctrl, které jsou dneska špičkou v oboru.

Kvantové technologie

Výzkumníci z Vienna University of Technology vytvořili matematický model kvantových hodin a studovali jejich hlavní limity či omezení. Hlavním výsledkem je to, že je fyzikálně nemožné mít perfektně přesné hodiny. U kvantových hodin máme dvě základní vlastnosti – přesnost a rozlišení. Rozlišení udává, jak malé časové intervaly mohou být změřeny, tedy jak rychle dané hodiny tikají. Přesnost pak udává, s jakou přesností jste schopni změřit jednotlivé tiky. Problém však je, čím uzavřenější kvantový systém je, tím má nakonec větší entropii, která se přelije do horšího rozlišení a/nebo přesnosti. Výsledkem pak tedy je, že hodiny mohou být přesné, nebo mít vysoké rozlišení. Důsledkem pak je i omezení na maximální přesnost kvantových senzorů a v budoucnu i kvantových počítačů (dnes jsou zde jiné faktory, které generují mnohonásobně větší nepřesnost, než je časování).

Kvantové vzdělávání

Amazon Web Services spouští Amazon Braket Digital Learning Plan. Jedná se o vzdělávací kurz o kvantových počítačích, který je přístupný zdarma. A kdo bude mít na konci dobré skóre, dostane i digitální odznak.

Kvantový byznys, investice a politika

Je tu zajímavá novinka z Číny. Alibaba oznámila uzavření své kvantové laboratoře. To je do značné míry velké překvapení a je velkým otazníkem, co to přesně znamená. Nic není oficiální, ale různí insideři říkají, že je to hlavně kvůli penězům s tím, že na 30 špičkových výzkumníků bylo propuštěno (prý posílají životopis do jiných společností). Jiní zase říkají, že laboratoř půjde pod státní univerzitu. Nicméně finanční důvod je velmi zajímavý. Alibaba je velká a do značné míry si provoz laboratoře může dovolit, zvláště pokud je tam silná státní podpora. Navíc, nikde kvantové počítače nejsou výdělečné. Zatím jsou to opravdu jen investice do budoucna.

Německý startup QuantumDiamonds získal seed investici sedm milionů eur. QuantumDiamonds vyvíjí kvantové senzory na bázi NV center v diamantech.

Americký startup QSimulate pak uzavřel investiční kolo ve výši dvou a půl milionu dolarů. QSimulate se zaměřuje na kvantové simulace pro chemický a farmaceutický průmysl a další.

Francouzský startup Alice & Bob uzavřel partnerství s OVHcloud, přes který bude nabízet zatím emulátor kvantového počítače Felis, na kterém pracuje. Jedná se o pokročilý simulátor, který simuluje tzv. cat qubity, na kterých Alice & Bob pracuje.

Startupy SQE a Quantum Blockchains se spojily, aby vyvinuly post-kvantový blockchain.

MMF24

EuroHPC JU, projekt, který vybuduje šest kvantových počítačů po Evropě, vypsal další výzvu na dodání kvantového počítače, tentokrát v rámci projektu Euro-Q-Exa v Německu. Zadáním je dodat kvantový počítač na bázi supravodivých qubitů. V první fázi má mít více než 50 qubitů, v druhé více než 100 qubitů. Celková cena má být 42,71 milionu eur, na které se složí EuroHPC JU a Německo. 

SpinQ je první čínská kvantová společnost, která doma vyrobila kvantový procesor a prodala jej do zahraničí. Jedná se o kvantový počítač na bázi supravodivých qubitů a kupujícím je nejmenovaná výzkumná organizace na blízkém východě.

Byl pro vás článek přínosný?

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).