Qubity: Významný pokrok v kvantové fyzice, lepší korekce chyb, kvantové šifrování v OpenSSH a OpenSSL

13. 4. 2025
Doba čtení: 3 minuty

Sdílet

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

Kvantové počítače

Výzkumný tým z University of Innsbruck úspěšně vytvořil takzvané „horké Schrödingerovy kočičí stavy“ v supravodivém mikrovlnném rezonátoru, což je významný pokrok v kvantové fyzice. Tyto kvantové superpozice byly generovány z tepelně excitovaných stavů při teplotách až 1,8 Kelvina, což je šedesátkrát vyšší než obvyklá teplota rezonátoru. Zpravidla se používá základní stav a první excitovaný stav. Tento objev ukazuje, že kvantové jevy mohou být pozorovány a využívány i za méně dokonalých, teplejších podmínek. Výzkum využil transmon qubit k vytvoření těchto stavů, což otevírá nové možnosti pro qubity při vyšších teplotách.

Čínští vědci použili kvantový počítač k doladění umělé inteligence (AI) s miliardou parametrů, což je považováno za světový unikát. Experiment proběhl na 72qubitovém systému Origin Wukong, který vyvinulo Anhui Quantum Computing Engineering Research Center. Výsledky ukázaly zlepšení výkonu modelu i po snížení počtu parametrů o více než 75 procent. Model, trénovaný na datech z psychologického poradenství, vykázal 15procentní pokles tréninkové ztráty a v úloze matematického uvažování se jeho přesnost zvýšila z 68 na 82 procent. Jen dodejme, zatím tu není vědecký článek, a ty populární nepopisují, jak toho dosáhli. Takže zatím doporučuji zdrženlivost. 

IBM Quantum CTO Oliver Dial oznámil, že nový kvantový korekční kód nazvaný Gross code by mohl umožnit praktickou kvantovou výhodu během dvou let. Tento kód snižuje počet fyzických qubitů potřebných na jeden logický qubit o faktor deset a umožňuje modulární design, který je snadnější vyrábět a škálovat. Gross code je typ nízkohustotního paritního kontrolního kódu (LDPC), který šíří kvantové informace řídce, což umožňuje efektivní detekci chyb s jednoduššími hardwarovými rozvrženími.

Kvantový software a algoritmy

Výzkumný tým vedený Cornell University vyvinul novou kvantově inspirovanou metodu pro zjednodušení velkých datových sad a efektivnější filtrování šumu než tradiční techniky. Tento přístup, nazvaný kvantové kognitivní strojové učení, využívá kvantové matematické struktury, ale běží na klasických počítačích, což jej činí energeticky efektivním a široce dostupným. Model zlepšuje odhad vnitřní dimenze, což je klíčová statistická technika často narušená šumem a složitostí reálných dat.

IBM uvedla na trh Qiskit SDK 2.0, což je významná aktualizace kvantového softwarového balíčku, která zahrnuje první verzi API v jazyce C, hlubší integraci Rust-based interních komponent a odstranění zastaralých částí. Nová verze přináší až dvojnásobné zrychlení konstrukce kvantových obvodů a průměrné zlepšení výkonu o 20 procent ve srovnání s Qiskit 1.31. Qiskit SDK 2.0 také zavádí nové funkce, jako jsou proměnné pro instrukce Delay, a novou instrukci box pro logické seskupování operací. Tyto změny připravují Qiskit na pokročilejší kompilaci a runtime chování na IBM kvantových počítačích. Aktualizace odstraňuje několik zastaralých komponent, což zjednodušuje SDK a odráží posun IBM směrem k vyšším primitivům a frakčním hradlům pro nízkoúrovňové řízení.

Kvantová bezpečnost a kvantové sítě

Výzkumníci z univerzit v Bristolu a Cambridge úspěšně demonstrovali první dlouhodobou kvantově zabezpečenou komunikaci ve Velké Británii, včetně kvantově šifrovaného videohovoru, přes 410 kilometrů dlouhou optickou síť. Síť kombinuje dvě metody kvantové distribuce klíčů (QKD): šifrovací klíče skryté v částicích světla a distribuované kvantové provázání, využívající standardní optickou infrastrukturu. Experiment zahrnoval přenos šifrovaných lékařských dat a bezpečný vzdálený přístup k distribuovanému datovému centru. Tento úspěch představuje první integraci více kvantově zabezpečených technologií v dlouhodobé síti a připravuje půdu pro budoucí kvantový internet.

V Brně se bude vyvíjet další open source fenomén. OpenSSL tam rozjíždí světovou centrálu Přečtěte si také:

V Brně se bude vyvíjet další open source fenomén. OpenSSL tam rozjíždí světovou centrálu

OpenSSL nedávno oznámil vydání verze 3.5 Alpha, která přináší významné nové funkce, zejména v oblasti postkvantové kryptografie (PQC). Tato verze zahrnuje podporu pro PQC algoritmy jako ML-KEM, ML-DSA a SLH-DSA. 

Rovněž OpenSSH nedávno vydal verzi 10.0, která přináší několik významných změn, včetně novinek v oblasti postkvantové kryptografie (PQC). Tato verze zahrnuje podporu pro ML-KEM768X25519-SHA256, což je hybridní postkvantový algoritmus.

Kvantový byznys, investice a politika

Americký spin-out z Google, SandboxAQ, ve svém investičním kole E získal 450 milionů dolarů.

CIF25 SE debata

Dánský fotonických startup Sparrow Quantum získal 21,5 milionu eur v sérii A. Sparrow pracuje na spolehlivých skutečných zdrojích jednotlivých fotonů.

Spojené království zahájilo projekt Integrated Quantum Networks Hub s rozpočtem 54 milionů dolarů, vedený Heriot-Watt University. Tento projekt se zaměřuje na vývoj škálovatelné a bezpečné kvantové komunikační infrastruktury. Klíčové technologie zahrnují kvantové paměti, světelné zdroje, detektory a systémy umožňující komunikaci přes satelity. Cílem je vytvořit interoperabilní kvantové sítě, které podporují širokou škálu aplikací, včetně metropolitní a mezikontinentální kvantové komunikace.

  • 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).