Qubity: Termíny pro nasazení postkvantových šifer v EU, praktické využití boson samplingu

29. 6. 2025
Doba čtení: 5 minut

Sdílet

Řídící čip pro spinové qubity pracující kolem absolutní nuly
Autor: University of Sydney
Pravidelný přehled novinek z rozsáhlého a rozvíjejícího se oboru kvantových počítačů, který vydáváme ve spolupráci s blogem Qubits.cz.

Kvantové počítače

Na panelové diskusi vedené Barrym Sandersem se přední kvantoví výzkumníci – Scott Aaronson, Andrew Childs, Eddie Farhi a Aram Harrow – shodli, že kvantové výpočty sice zažívají technologický rozmach, ale stále čelí zásadním překážkám v oblasti korekce chyb, škálovatelnosti a spolehlivosti qubitů. Odborníci neovlivnění komerčním tlakem zdůraznili, že pokrok nelze hodnotit pouze počtem qubitů, ale hlavně podle úrovně koherence, fidelity a schopnosti provozovat kvantové algoritmy bez nadměrného šumu. Simulace kvantových systémů zůstávají nejbližší praktické aplikaci – zde kvantové počítače již překonávají klasické metody v určitých případech (např. spinové modely nebo molekulární Hamiltoniány). U kvantového strojového učení (QML) je podle nich zatím potenciál přeceňovaný; reálné výhody jsou vzácné a těžko ověřitelné, často závislé na idealizovaných vstupních podmínkách. Zazněla i výzva ke standardizaci metrik výkonnosti a větší otevřenosti vůči publikacím s negativními nebo nulovými výsledky. Panel se tak postavil proti přehnanému optimismu i skeptickému cynismu – kvantové technologie mají potenciál, ale cesta k jejich robustnímu a univerzálnímu nasazení zůstává složitá a dlouhodobá. Více detailů pak v článku „Future of Quantum Computing„.

Quantum Art, spin-off z Weizmannova ústavu, představila technologickou roadmapu založenou na uvězněných iontech s cílem dosáhnout komerčního kvantové výhody už do roku 2027 s ~1 000 fyzických qubitů, následně expandovat na jeden milion qubitů do roku 2033. Roadmapa zahrnuje čtyři generace systémů: Montage (50 qubitů, 2025), Perspective (1 000 qubitů, 2027, s podporou hybridních aplikací), Landscape (další vylepšení výkonu díky modulární 2D optické segmentaci a dynamickému přeuspořádání iontových jader) a konečně Mosaic (2033, až milion fyzických qubitů na ploše 50×50 mm), navržený pro plně odolné, škálovatelné systémy s vyšší propustností a hustotou qubitů. Tato konstrukční architektura, zaměřená na multi-qubitové brány, optické segmenty a modulární rozšiřitelnost, slibuje vyšší koherenci a operativnost snižující velikost i složitost hardware při paralelních výpočtech.

Roadmapa Quantum Art

Roadmapa Quantum Art

Autor: Quantum Art

Nový výzkum z University of Sydney představil technologii schopnou ovládat spinové qubity přímo při milikelvinových teplotách, tedy jen kousek nad absolutní nulou. Tým vytvořil cryogenický řídící čip, který dokáže pracovat v těsné blízkosti křehkých qubitů, aniž by je teplotou nebo rušením degradoval. Tímto designem se otevírá cesta ke kombinování jednodeskových zařízení v pole či modulární architekturu, kde může velké množství qubitů mít vlastní, úsporně řízené elektronické rozhraní integrované přímo do chlazení, což výrazně přibližuje reálné škálování kvantových počítačů.

Řídící čip pro spinové qubity pracující kolem absolutní nuly

Řídící čip pro spinové qubity pracující kolem absolutní nuly

Autor: University of Sydney

Kvantový software a algoritmy

Nový výzkum ukazuje, že boson sampling – dosud známý hlavně jako experimentální test kvantové výhody – může mít i praktické využití v oblasti umělé inteligence. Vědci vytvořili systém, který pomocí světelných částic (fotonů) zpracovává vstupní data tak, že jejich vzájemné interference generují složitý, ale velmi užitečný výstup pro strojové učení. Tento kvantový výstup pak propojí s klasickým algoritmem, což v testech vedlo k přesnějším výsledkům například při rozpoznávání obrazů, než když se použije jen klasické učení. Jde tak o první případ, kdy byl boson sampling použit ne jen k demonstraci kvantových schopností, ale jako nástroj s reálným přínosem – konkrétně pro tvorbu lepších modelů v oblasti kvantové AI, bez nutnosti stavět plnohodnotný kvantový počítač.

Kvantová bezpečnost

Evropská komise již v dubnu 2024 doporučila vytvoření koordinované roadmapy pro přechod na postkvantovou kryptografii (PQC), což nyní konkretizovala pracovní skupina při NIS Cooperation Group (NIS CG) ve své první zprávě adresované členským státům. Dokument rozděluje doporučení do dvou hlavních fází – „First Steps“ a „Next Steps“ – a stanovuje harmonogram, který vyzývá státy k jednotnému postupu. Zásadními body jsou začlenění kvantové hrozby do řízení rizik a národních bezpečnostních strategií, zavedení správy kryptografických aktiv a posílení kryptografické agility, výměna znalostí mezi členskými státy i mezinárodně, zavádění hybridních kryptografických řešení a zajištění souladu s evropskou legislativou (například NIS2, DORA, Cyber Resilience Act). Podle navrženého harmonogramu mají členské státy do konce roku 2026 dokončit počáteční kroky včetně tvorby národních roadmap a spuštění pilotních projektů pro vysoce a středně rizikové případy. Do konce roku 2030 má být plně nasazeno PQC pro vysoce rizikové scénáře, včetně podpory kvantově bezpečných aktualizací softwaru a firmwaru, a uzavřeno plánování pro středně rizikové aplikace. Konečně do roku 2035 má být dokončen přechod i pro středně rizikové případy a PQC má být, kde je to možné, zavedena i pro nízkorizikové systémy. Přestože dokument nemá právně závazný charakter, představuje klíčový krok k vytvoření jednotného rámce pro implementaci PQC napříč EU a reflektuje rostoucí regulatorní tlak a potřebu připravenosti na budoucí hrozby spojené s vývojem kvantových počítačů. Většina členských států tak pravděpodobně bude doporučení respektovat a zapracuje je do svých národních politik kybernetické bezpečnosti.

Kvantový byznys, investice a politika

McKinsey vydala nový Quantum Technology Monitor – June 2025, kde popisuje, že kvantové technologie – včetně výpočtů, komunikace a senzorů – zažívají prudký rozmach: investice do startupů v roce 2024 vzrostly o 50 % na dva miliony dolarů, veřejné financování rostlo na 1,8 miliardy dolarů očekává se, že v příštích pěti až deseti letech přejde těžiště z hardwaru na software. Trh kvantového počítání by mohl do roku 2035 dosáhnout až 72 miliard dolarů, samotná kvantová komunikace 11 až 15 miliard a sensing 7 až 10 miliard, celkově tedy až 97 miliard dolarů. Pozoruhodný je přechod od kvantového „přidávání qubitů“ k jejich stabilizaci – indikativní znak připraveného přijetí v provozních prostředích – a rozvoj technologií pro potlačení chyb a korekci, včetně pokroků od společností jako Google, Alice & Bob, Riverlane, QuEra a Atom Computing. Sektor kvantové komunikace navíc vykazuje složený roční růst 22 až 25 % a podle McKinsey je státní poptávka dominantní, přičemž soukromý sektor brzy výrazně dožene tento objem. Tento vývoj, spolu s rostoucí poptávkou po chytrém softwaru integrujícím QT s AI, posiluje argument, že rok 2025 je přelomovým pro přenos QT z konceptu do provozu.

WT100 early

Britská vláda schválila investici více než 500 milionů liber do vývoje kvantových technologií během následujících čtyř let, aby posílila technologickou suverenitu a národní bezpečnost. Financování zamíří do vývoje kvantového hardwaru, aplikací, testovacích laboratoří a posílené infrastruktury včetně dlouhodobého závazku k provozu NQCC až do roku 2037. Cílem je vytvořit první britský kvantový systém schopný jednoho  trilionu kvantových operací do roku 2035, rozvíjet pracovní sílu a udržet vedení ve světové kvantové aréně, zejména vůči USA, Číně, Německu a Francii.

Americký Qunnect vybral v series A 10 milionů dolarů. Qunnect pracuje na kvantových sítích s distribucí kvantového provázání.

  • 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).