Qubity: Kvantová výhoda IBM vyvrácena a první chemická simulace pomocí logických qubitů

16. 7. 2023
Doba čtení: 5 minut

Sdílet

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

Kvantovky v Česku

Vědci z Univerzity Palackého publikovali společně s kolegy z Tokia v Nature Communications výsledky experimentu, kde demonstrovali novou technologii pro flexibilní nelineární manipulaci se světlem. To může být zvláště zajímavé pro fotonické kvantové počítače. Více si o tom můžete přečíst v českém jazyce zde. Dobrá práce!

Hodně zajímavý článek ohledně IBM v ČR a jeho mimo jiné i kvantových aktivit. Cituji: IBM aktivně lobbuje a zejména s ČVUT spolupracuje na tvorbě národní kvantové strategie. „Cílem firmy je, aby se české instituce zapojily do sítě IBM Quantum a od IBM odebíraly kvantové služby,“ nastínil zdroj. Zástupci IBM a ČVUT doprovázeli ministryni pro vědu Helenu Langšádlovou (TOP 09) a vicepremiéra Ivana Bartoše (Piráti) do USA, Japonska a do Jižní Koreje, kde se kvantové počítače také řešily. Další zajímavost je, že Česká spořitelna v rámci Erste Group už tu má čtyři lidi, kteří se zabývají využitím kvantových počítačů. Je super vidět, že i větší společnosti v ČR začínají kvantový svět oťukávat.

Česko nemá kvantové firmy ani aplikovaný výzkum aneb Obavy z národní kvantové strategie Přečtěte si také:

Česko nemá kvantové firmy ani aplikovaný výzkum aneb Obavy z národní kvantové strategie

Kvantové počítače

V půlce června jsem psal o tom, že IBM oznámila první opravdovou kvantovou výhodu. Ale také jsem psal, že bychom měli počkat s otevíráním šampaňského. A vskutku, zvláště na Twitteru byla bouřlivá diskuse. Objevilo se několik preprintů vyvracejících tvrzení od IBM. Jeden příklad „sporem“. V následujícím článku vědci za pomocí tensorové sítě emulovali kvantový procesor Eagle od IBM a provedli stejný výpočet, kde IBM vyhlásilo svou kvantovou výhodu. No a světe div se, dosáhli lepších výsledků než skutečný kvantový procesor Eagle. Tedy žádná skutečná kvantová výhoda. Na druhou stranu, není to k zahození, je to další malý dětský krůček ke skutečné výhodě.

Podobně minulý týden Google ohlásil kvantovou výhodu u výpočtu a tvrdil, že klasický počítač by potřeboval 47 let, kdežto Google na 70 qubitech potřeboval jen pár okamžiků. Na rozdíl od IBM tato úloha není nijak praktická, takže bychom ani neměli používat pojem kvantová výhoda. Opět jde o malé dětské krůčky, které ale jsou také důležité.

Španělsko dokončilo první fázi instalace svého prvního národního kvantového počítače. Projekt je realizovaný konsorciem Qilimanjaro-GMV a první kvantový počítač je umístěný v Barceloně. Samotný kvantový čip byl vyroben startupem QuantWare a má pět qubitů. Ten je nyní již i dostupný přes cloud španělským výzkumníkům. Celkem by toto kvantové centrum mělo hostit sedm kvantových počítačů s tím, že poslední v roce 2025 by měl mít 30 qubitů. Kvantové počítače pak budou úzce propojené se superpočítačem MareNostrum 5 pro účel hybridních výpočtů.

Widget obrázku #1100258 (přidáno skriptem)
První veřejný kvantový počítač ve Španělsku

První veřejný kvantový počítač ve Španělsku

Autor: IFAE

Quantinuum oznámilo první chemické simulace na kvantovém počítači za využití logických qubitů. Konkrétně simulovali molekulu vodíku H2 a spočítali její základní stav. Logické qubity obecně zvyšují fidelitu kvantových operací i koherenci. Zde měl kvantový obvod 960 dvouqubitových bran – to je obrovské množství na současných strojích. Dalším z triků, jak ušetří kvantové zdroje, je detekce kvantové chyby. V takovém případě se výpočet zahodí a začne znova (většinou musí doběhnout celý kvantový obvod, pokud zde nejsou měření uprostřed obvodu). Pro tuto simulaci byl využit procesor H1-1.

Gero je inovativní startup, který používá AI pro objevování nových molekul pro farmacii. A nyní publikoval článek ohledně možného využití hybridních kvantově-klasických výpočtů. Ale postupně. Léčivé přípravky většinou mají jednu účinnou složku, jednu molekulu. Jenomže možných kombinací různých molekul je nepředstavitelné množství. A jen zlomek z nich by šlo použít pro léčbu. Tento zlomek je odhadován na 1023 až 1060 molekul (do současnosti jich bylo syntetizováno jen okolo 108). Takže je potřeba prohledat obrovský prostor různých molekul. To se samozřejmě nedělá hrubou silou, ale poslední roky se na to úspěšně využívá generativní AI. Dále v ideálním případě pro každou molekulu chcete provést kvantový výpočet, který vám dá vlastnosti molekuly, a pak klasickou interakci dané molekuly s živým organismem. V tomto případě výzkumníci připravili generativní hybridní AI pro hledání vhodných kandidátů na hlubší výzkum, kde použili kvantový annealer. Po tréninku jim hybridní AI vrátilo 2331 nových molekul, které by potencionálně mohly být léčivé, takže bychom se na ně měli zaměřit do hloubky. Navíc, z tohoto množství nových molekul je jen méně než 1 % podobných molekulám použitých pro trénink. To znamená, že toto hybridní AI je velmi inovativní. Závěrem nejde o ukázku kvantové výhody, jako spíše o demonstraci obrovského potenciálu pro farmaceutický a chemický průmysl.

Kvantová komunikace a sítě

V Amazon Web Services publikovali článek rozebírající, na čem všem pracují v oblasti kvantových komunikací. AWS Center for Quantum Networking je jedním ze čtyř oddělení, které se kvantovými technologiemi zabývají. Jedním z projektu, na kterém pracují, je kvantová paměť, což je kritická součást kvantových opakovačů pro delší dosah kvantových sítí. Na toto téma zde najdete i pěkný rozhovor.

Kvantová bezpečnost

Startup v oboru kvantově odolného šifrování, 01 Communique, uzavřel partnerství s Keyfactor, kde je cílem nabízet kvantově odolné řešení s certifikátem X.509. Ohledně X.509 viz wiki.

Kvantový byznys, investice a granty

Partnerství uzavřely startupy Alice and Bob a Eviden (součást Atosu). Jedná se o klasickou spolupráci hardwarového (Alice and Bob, tzv. cat qubity) a softwarového (Eviden, platforma QaptivaTM pro kvantový vývoj) hráče. Eviden také podepsal spolupráci s HPCNow pro oblast výpočtů na superpočítačích (HPC) a kvantových simulací.

MM Influenceři

QuTech (TU Delft a TNO) a Intel spolu prodloužily spolupráci v oblasti kvantových počítačů. Tato spolupráce je velmi plodná a jeden z produktů je kryogenický čip, který může řídit supravodivé qubity zevnitř kryogenického mrazáku.

Startup Quobly (bývalý Siquance) získal seed investici 19 milionů eur. Jedná se o francouzský startup, který vyvíjí kvantový procesor využívající spinových qubitů na bázi křemíku.

  • 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).