Kvantovky v Česku
Máme tu další krásný zářez vědců z Univerzity Palackého v Science Advances. Spolu s dalšími kolegy z EU a USA vyvinuli neuronovou síť pro přesnou a rychlou analýzu kvantového provázání. Obecně je kvantifikace kvantové provázanosti značnou výzvou. Avšak zde vyvinutý nový postup je přesnější a vystačí si i s neúplným měřením, a navíc je nezávislé na měřicím zařízení.
Kvantové počítače
Australský Q-Ctrl a britský Oxford Quantum Circuits (OQC) to daly dohromady a hned ukázaly zajímavé výsledky. OQC pracuje na supravodivých kvantových počítačích, kde vyvíjí vlastní proprietární systém zvaný Coaxmon, který je sám o sobě velmi zajímavý. Ale v kombinaci se systémem pro potlačení kvantových chyb od Q-Ctrl jsou výsledky mnohonásobně lepší a rozdíl roste s počtem qubitů. Například na osmi qubitech (kvantový procesor Lucy) je zlepšení 146násobné v případě Berstein–Vaziraniho algoritmu. To jen podtrhuje význam kombinace optimalizace kvantových obvodů, korekce chyb a klasického AI dohromady. Tohle Q-Ctrl dělá hodně dobře.
Pěkný příspěvek o vývoji množství qubitů různých technologií v čase najdete na Quantum Zeitgeist. V článku najdete podobné grafy jako níže pro jednotlivé typy qubitů. Nicméně pozor, množství qubitů ještě nic neříká o kvalitě. Třeba když se podíváte na uvězněné ionty, ty začaly na hodnotě kolem 35 qubitů, dnes je to spíše 20 qubitů, ale se značně zlepšenou kvalitou.
Počet qubitů různého typu rostoucí v čase
V Rusku se konal event Future Technologies Forum Computing and Communications, který se z velké části zaměřil na kvantové technologie. Dokonce tam měl proslov sám Putin. Podívejme se, o čem se jednalo:
- Putin vyzval k větší soběstačnosti v kvantových technologiích (jinak to ani nejde, je tu všeobecný ban na dovoz těchto technologií).
- Putin dále zdůraznil důležitost kvantové komunikace.
- Putin navrhl tzv. Megagrants projekt, který by měl nabízet granty s více penězi na delší dobu, aby nalákal i vědce z venku. Při příležitosti této události byl Putinovi představen národní kvantový počítač se 16 qubity. To, že Rusko na kvantovém počítači pracuje, je známo. Konkrétně na tom dělá Rosatom, který tuto ambici oznámil již před pár lety. A na rovinu, je to společnost, která si to finančně a odborně asi může dovolit. Představený kvantový počítač by snad měl být na bázi uvězněných iontů a údajně na něm Rosatom spouštěl nějaké užitečné simulace molekul. Údajně navíc pracuje na provázání uvězněných iontů na fotonické qubity. Na druhou stranu, žádný vědecký článek tu nemáme, takže bychom měli být opatrní v hodnocení. Ať už si myslíme o Rusku cokoliv, pravda je, že historicky je velmi silné ve fyzikálních vědách, i když po pádu SSSR velká část vědců odešla, ovšem ne všichni. Navíc konkrétně výzkum kolem uvězněných iontů probíhá už od roku 2015, kdy jej Rusko použilo do atomových hodin pro svůj navigační systém GLONASS.
- A poslední novinkou je, že téma kvantových technologií chce Rusko přednést na summitu BRICS, kde zvláště s Indií jednání na toto téma už probíhá.
Zajímavý článek ohledně kvantového řízení kvantových počítačů a to, co vše znamená, najdete zde.
Americký startup EeroQ vyšel ze stealth módu a představil kvantový procesor zvaný Wonder Lake. Zatím se nejedná o funkční procesor nebo prototyp, ale o jeho návrh, který momentálně jde do výroby. Qubity jako takové budou využívat elektronů (tedy spinu) umístěných na tekutém heliu. Kromě helia bude zbytek čipu vyráběn CMOS technologií. Čip by měl zvládnout až 2432 qubitů s jen 30 řídicími linkami – to je hodně slušné. Přístup je vyrobit hodně qubitů a následně je vylepšovat, ostatní to dělají naopak. Simulace předpovídají, že doba koherence je > 10 sekund, 99,9 procenta fidelity kvantových operací, vysoká konektivita apod. Hodně slušný výčet. Až od výrobce dostanou CMOS část, naplní to héliem a začnou testovat, tak uvidíme, jak jim to vyjde, snad dobře. Na této architektuře pracovali šest let a jsou jediní, kdo na takovém přístupu pracuje.
Kvantové algoritmy a software
IBM vydala zajímavý příspěvek na svém blogu ohledně možného zrychlení Metropolis-Hastingsova algoritmu na kvantových počítačích. Metropolis-Hastingsův algoritmus je typ Monte Carlo algoritmu pro získání posloupnosti náhodných vzorků z pravděpodobnostního rozdělení, pro které je přímé vzorkování obtížné. Používá se ve statistice nebo fyzice, například pro numerické integrování.
Google Quantum AI vydala novou verzi svého kvantového frameworku Cirq 1.2.0. Nová verze přináší vylepšené odhadování kvantových zdrojů (počet qubitů a kvantových operací), spousta novinek je kolem korekce kvantových chyb či v abstrakci na vyšší úrovni.
Jedny z čím dál častěji zmiňovaných uplatnění jsou optimalizace v energetice. Dnešní energetické soustavy jsou velmi komplexní. Třeba u řízení musíte regulovat zdroje dle špiček. Například když moc fouká nebo svítí, omezíte uhelné zdroje. Dále můžete regulovat, kudy to teče, a i malá chyba, třeba zbytečné odstavení uhelky, je velmi drahá. Takže lepší optimalizace a vyhodnocení situace jsou velmi vítané. Více o tom, jak už v této oblasti zkouší kvantové počítače, tady.
Kvantová bezpečnost
NIST, který pracuje na standardizaci kvantově odolných algoritmů (PQC), představil 40 nových kandidátů na PQC v rámci druhé výzvy. První výzva skončila výběrem čtyři finalistů, kteří budou standardizováni. Nicméně je to počet nedostatečný, proto je tu i druhá výzva zaměřená na digitální podpisy. Uvidíme, kolik jich projde až na konec, asi jich zase moc nebude. Protože jsem na mailing listu NIST PQC fóra, vidím, že sedm jich již je na odstřel.
European Policy Centre vydalo report ohledně evropské agentury kvantové kyberbezpečnosti, tedy přechod na kvantově odolné šifrování (PQC). Výsledkem je několik doporučení:
- Vytvoření koordinačního akčního plánu na úrovni EU pro přechod na PQC.
- ENISA by měla k tomuto vytvořit skupinu expertů tvořenou národními experty.
- Centrální pomoc v určení priorit (kde na PQC přejít nejdříve) a tlačit na tzv. kryptoagilitu, tedy schopnost snadno změnit šifrovací algoritmus.
- Lepší koordinace mezi Evropskou komisí, členskými státy, jejich kyberbezpečnostními úřady a ENISA.
- Podpora technické koordinace na úrovni EU hlavně pro oblast výzkumu kolem PQC. Náš kyberbezpečnostní úřad, NÚKIB, údajně něco připravuje, tak uvidíme.
Kvantové technologie
Quantum Computing Inc. představila první kvantový fotonický vibrometr (QPV). Tedy zařízení na úrovni jednotlivých fotonů, které měří frekvenci vibrace vzdáleného objektu. A rozlišení je obrovské, umí rozeznat vibrace už jen se 100nm amplitudou. Má to i spektroskopické schopnosti, tedy z jakých materiálů se to skládá, jaké je mechanická integrita apod. Více na jejích stránkách.
Kvantový fotonický vibrometr
Kvantový byznys, investice a granty
Jedna malá ukázka, jak by se mělo investovat do kvantových technologií. V Nizozemí, které je v oblasti kvantových počítačů a komunikací jedna z nejlepších zemí, mají organizaci Quantum Delta NL. Tato organizace ještě posiluje již silný zdejší kvantový ekosystém, je to takový katalyzátor. Ještě více integruje pět kvantových hubů v Nizozemí, poskytuje granty, služby akcelerátoru pro startupy, investice, navazuje vztahy v zahraničí, zaměřuje se i na sociální aspekty kvantové revoluce atd. A k těm grantům. Otevřeli výzvu (již druhou) určenou pro SME (malé a střední podniky, tedy včetně startupů) na téma kvantových inovativních projektů. Projekty pak hodnotila komise skládající se z vědců, investorů a podnikatelů. Projekty musely být inovativní, s dobrým potenciálem, rozumným plánem a ekonomickou životaschopností. V této druhé výzvě rozdali 4,73 milionu eur sedmi podnikům.
Zhodnocení kvantového Q2 2023: nové investice celkem za 108 milionů dolarů do 16 projektů; velký rozjezd Jižní Koreje s 2,3 miliardy dolarů pro kvantové technologie.
Chci odebírat newsletter
