Hlavní navigace

Qubity: Kvantový procesor IBM s 433 qubity, další kvantový jednorožec, rizika kvantových počítačů

13. 11. 2022
Doba čtení: 4 minuty

Sdílet

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

Kvantová fyzika

Čtyři časté mylné představy o kvantové fyzice je název velmi pěkného článku. A jaké se tam probírají? Kočka může být živá i mrtvá. Jednoduché analogie mohou vysvětlit kvantové provázání. Příroda není reálná a „nelokální“. Nikdo nerozumí kvantové mechanice.

Kvantové počítače

Ve Finsku vznikl první hybridní kvantový počítač. Finská Aalto University a VTT (finská obdoba akademie věd) propojili superpočítač LUMI a HELMI, pětiqubitový kvantový počítač od VTT. Cílem tohoto projektu je učit se vytvářet hybridní systémy. Tento hybridní kvantový počítač je pak přístupný vědcům, ale hlavně pro výukové účely (ono s 5 qubity moc vědy už dnes neuděláte). Jinak se jedná o projekt v rámci finské infrastruktury pro kvantové počítače (FiQCI).

Fujitsu vyvinulo své kvantově-HPC řešení pro optimalizace pracovní zátěže a je postavené na 39qubitovém simulátoru a jejich superpočítači Fujitsu Supercomputer PRIMEHPC FX 700. A jedná se o kompletní řešení, kde řídicí systém rozezná, co poběží na klasickém a co na kvantovém počítači, jaké budou nároky a optimalizace na základě požadovaného časového limitu, přesnosti a ceně. Tohle je cesta, jak připravit své Computing as a Service (CaaS), a v budoucnu tam pak jen dáte reálný kvantový počítač.

Třináct rizik, které přicházejí společně s kvantovými počítači. Některá jsou takříkajíc samozřejmá, některá jsou více sofistikovaná a zrádná. Rozhodně dobré nad tím popřemýšlet. Avšak dnes stále nevíme, jak to bude ve skutečnosti vypadat.

Ti z vás, kteří jsou fanoušci Intelu, tady najdete pěkné shrnutí, na čem všem kvantovém Intel dělá.

Také tento týden proběhl IBM Quantum Summit, kde bylo i pár zajímavých oznámení. Tím největším je představení procesoru Osprey s 433 supravodivými qubity. Jedná se přechodový procesor, na kterém se otestují různé nové technologie potřebné pro větší kvantové procesory. Jednou z nich je nový typ efektivnější kabeláže cryoflex pro řízení procesoru. Odhad IBM je, že tato nová kabeláž poskytne až 70procentní navýšení hustoty kabelů a ve výsledku až pětinásobné snížení ceny za metr. Součástí je i nový řídicí čip postavený na FPGA. V IBM cloudu by se měl objevit Osprey v Q1 2023. Qubity samotné u nyní představené verze R1 jsou pak podobné jako u předcházejícího modelu Eagle. Nicméně druhá revize R2 bude zahrnovat vylepšení testovaná na menších Falcon modelech včetně vylepšení doby koherence o faktor 2–3×. Tímto představením se IBM drží své roadmapy pro kvantové procesory. Dalším na řadě je Condor s 1121 qubity příští rok.

Porovnání fyzické velikosti vlastního kvantového procesoru

Porovnání fyzické velikosti vlastního kvantového procesoru

Autor: IBM

A jsou tu další novinky od IBM. Další novinkou je dosažení nových hodnot Quantum Volume 512 pro 27qubitový Falcon a desetinásobné vylepšení CLOPS. IBM také zapracovalo na potlačení a migraci kvantových chyb jak na hardwarové, tak softwarové úrovni. Avšak ty softwarové mohou být velmi „hladové“. Proto IBM zavádí parametr Resilience Level, který má čtyři úrovně od žádné korekce až po ty maximální. Další novinkou je, že již 18 kvantových procesorů podporuje dynamické kvantové obvody, tedy měření qubitů uprostřed kvantového obvodu. IBM také ukázalo, jak bude vypadat konfigurace uvnitř IBM Quantum System Two, tedy jejich kvantového počítače, který prodávají zákazníkům. Ten by měl jít ven v průběhu 2023.

Nová kabeláž. Vlevo vidíme v podstatě jednotlivé koaxiální kabely. Naopak vpravo vidíme nový typ cryoflex kabeláže

Nová kabeláž. Vlevo vidíme v podstatě jednotlivé koaxiální kabely. Naopak vpravo vidíme nový typ cryoflex kabeláže

Autor: IBM

Kvantový software a algoritmy

Nějaký ten měsíc zpátky jsem vás informoval o průzkumu od Unitary Fund na téma Quantum Open Source Software. Tady najdete výsledky. Ale tady najdete i jen shrnutí: komunitu tvoří široká škála přispěvovatelů od profesionálů, studentů až po ty, pro které je to jen koníček. Celá čtvrtina přispěvovatelů je nějak zapojena do kvantových startupů. Dle zemí je největší zastoupení z USA, pak Indie, UK, Kanada. Pro open source komunitu je nejoblíbenější platforma ta od IBM – Qiskit, pak následuje Cirq od Googlu či PennyLane od Xanadu. Dle očekávání je nejoblíbenější programovací jazyk Python následovaný C/C++, Mathematica a MATLAB.

Kvantové sítě

Blog AWS Center for Quantum Networking vydal pěkný článek, který představuje stručný úvod do kvantových sítí a opakovačů (repeaterů). Doporučuji jako čtení pro začátečníky i mírně pokročilé.

Kvantový byznys

Jak vypadá aktuálně žebříček TOP 10 firem s nejvíce patenty v oblasti kvantových počítačů, najdete zde. Prvních pět je IBM, Google, D-Wave, Microsoft a Northrop Grumman.

Spolupráci na téma použití kvantových počítačů pro materiálový výzkum oznámily IBM a Bosch.

Další spolupráci IBM oznámilo společně s Vodafonem jak pro oblast kvantových počítačů, tak i pro kvantově odolné šifrování.

MM socky3

Xanadu, které pracuje na fotonických kvantových počítačích, uzavřelo investiční kolo série C v hodnotě 100 milionů dolarů. Tímto se společnost oceňuje na hodnotu přes jednu miliardu dolarů, a stává se z ní tedy pověstný jednorožec (anglicky unicorn. Či qunicorn?).

D-Wave zveřejnilo své výsledky za Q3. Pořád jsou v minusu, nicméně důležité je, že jejich příjmy stále rostou. D-Wave má 105 zákazníků, z nichž 63 je platících.

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.