Kvantové počítače
Větší článek na téma kvantové počítače u IBM a vize do budoucnosti najdete na Forbesu. Vlastně tam píšou hlavně o kvantových chybách a jak se s nimi snaží vypořádat u IBM. Tedy jak potlačení chyb, jejich korekce, tak i zmírňování jejich následků. Právě kvantové chyby jsou dnes nejužším hrdlem k tomu, abychom kvantovými počítači překonali ty klasické, a to v něčem praktickém. Odhad IBM je, že v roce 2026 budou schopni dosáhnout 10 až 100 tisíc fyzických qubitů. To by v kombinaci s celkovým vylepšením kvality qubitů a korekcemi kvantových chyb mohlo vést k první opravdové praktické kvantové výhodě.
Už párkrát jsem psal o kvantovém počítači od Quantum Computing Inc (QCI), který využívá entropie, tedy je nazýván jako Entropy Quantum Computing. Ale zatím jsme o tom moc informací neměli. Trochu více informací se nyní objevilo tady. Obvykle jsou šum a entropie, tedy míra neuspořádání, náš nepřítel, kterého se snažíme zbavit. Obvykle kvantové počítače, o kterých tu píšeme, jsou tzv. uzavřený kvantový systém, tedy v ideálním případě tam máme jen qubit a to je vše. Avšak veškerý šum je zde parazitický vliv zvenku. Takže vlastně ten systém není úplně uzavřený. U QCI naopak chtějí entropii, kterou přesně ovládají ve svůj prospěch. A jak bylo zmíněno dříve, je to postavené na fotonice, kde jejich odhad je, že by se současnými znalostmi šlo mít až 30 tisíc qubitů. Vypadá to zajímavě, jen z toho nevyplývá, jestli se jedná o univerzální kvantový počítač, nebo jen verzi analogového kvantového počítání.
Není to úplně tak dávno, co jsem psal o obrovské kryogenní ledničce, na které pracuje IBM. Na ještě větším mrazáku s názvem Colossus pro kvantové procesory pracují výzkumníci ve Fermi National Accelerator Laboratory. Colossus nabídne až pět kubických metrů prostoru uvnitř.
Nově budovaný kryogenický mrazák ve Fermilabu
Kvantový software a algoritmy
Multiverse Computing představilo nový algoritmus, který pracuje se spojitými proměnnými. Což je dost zajímavá možnost zvláště pro matematické problémy. Co je zajímavé, tento algoritmus už může velmi dobře fungovat i na současných nedokonalých kvantových počítačích (tzv. NISQ), alespoň na základě simulací a prvních testů.
Nedávno Qiskit představil Qiskit Primitives, který obsahuje elementární kvantové algoritmy. Nyní se na blogu rozepisují, jak jej používat, včetně ukázek.
Deset bodů pro začátečníky, jak se pustit do kvantových počítačů.
Kvantová kryptografie
V rámci proběhlé konference Quantum World Congress proběhla i pitch soutěž. Tu vyhrál startup SylLab z USA. SylLab je startup zabývající se PQC, tedy kvantově odolném šifrování. Obvykle je u PQC problém, že je výpočetně náročnější a pomalejší. U SylLab to takový problém není, naopak jsou i rychlejší než RSA 2048. Trik je v tom, že v jeden moment provádí jak šifrování daných dat, tak i generování digitálních podpisů. Obě věci jsou potřebné pro asymetrické šifrování.
Kvantově odolné šifrování (PQC) striktně nenasadí jen USA, ale již jej prakticky testuje i Francie. Zde zkušebně poslali diplomatickou depeši nebo dnes spíše zprávu z ambasády ve Washingtonu zpět do Paříže šifrovanou pomocí kvantově odolného šifrování. Francie si určila 150 milionů eur právě na přechod na PQC (jako součást 1,8miliardového balíčku na podporu kvantových technologií). Migrace na PQC by se ve velkém měla začít připravovat v prvním kvartálu 2023.
Kvantové technologie
Výzkumníci z Čínské akademie věd publikovali článek, kde popisují, jak se jim povedlo vytvořit kvantovou paměť pro fotony integrovanou do optických vláken. Samotná kvantová paměť má formu speciálního vlnovodu vytvořeného ve speciálních krystalech yttria. Důležité je, že se jedná o tzv. on-demand paměť, tedy že si daný foton můžete vyžádat zpět dle vaší libosti. Dosažená fidelita této paměti je 98,3 procenta.
Vědci kolem konsorcia Q-NEXT vydali obsáhlejší publikaci, roadmapu, kde popisují, jaký je výhled do následujících let, co se ještě musí vyzkoumat pro praktické aplikace a jaké by mohla být časová škála, a to nejen pro kvantové počítače, ale i senzory a sítě.
Malá předzvěst do budoucna, jak by šlo využít kvantové technologie při dobývání a průzkumu vesmíru.
Kvantový byznys, investice a granty
V USA ke kvantovým technologiím přistupují velmi systematicky hlavně skrze svůj National Quantum Initiative. Tato iniciativa nyní získala i National Quantum Initiative Advisory Committee (NQIAC) zahrnující 15 amerických špičkových kvantových expertů jmenovaných prezidentem.
Čínský SpinQ, který prodává stolní kvantové počítače (na bázi jaderné magnetické rezonance s třemi qubity) pro vzdělávací účely, ale pracuje i na supravodivých čipech, získal investice v pre-B kole v hodnotě 14,4 milionu dolarů.
A jedna taková pikantnost. V úterý prokurátor v USA obvinil pět agentů ruské FSB (čtyři jsou na svobodě, jeden zatčen v Estonsku) z pašování zbraní a technologií do Ruska a ve výčtu byly zmíněny i technologie pro kvantové počítače.
