Kvantová fyzika
Dalším kandidátem na spinové qubity, na tzv. kvantové tečky, je dvouvrstvý grafen. Na rozdíl od kvantových teček v křemíku či germaniu má dvouvrstvý grafen pro kvantové bity výhodu velmi stabilního vyčítání (read out). Další výhodou je, že můžete pomocí stejné architektury využít jak elektronů, tak i děr. Výhodou také je, že k řízení je potřeba jen elektrické pole, a to do desetin voltů, což vyhovuje hustému uspořádání na čip. Na druhou stranu, jedná se stále o velmi nový materiál, který ještě musí být zkoumán.
Kvantové počítače
Quantinuum tento týden představilo nový H2 kvantový procesor (QPU). Jedná se o kvantový procesor zatím s 32 qubity na bázi uvězněných iontů s velkým množstvím různých vylepšení v porovnání s předchozím modelem H1-1. Model H2 má pak výkon Quantum Volume 65 536, což z něj dělá zatím ten nejlepší QPU. H2 je již přístupný přes cloud Quantinuum a brzo i na Azure Quantum od Microsoftu. V roce 2024 by se pak model H2 měl dostat až na 50 qubitů. Quantinuum také připravilo roadmapu pro modely H3 až H5, kde uvězněné ionty budou na mříži, tedy 2D. Zatím, i jak je vidět na obrázku v úvodu, se jedná o uvězněné ionty na jedné přímce, tedy 1D. Quantinuum rovnou předvedlo i několik kousků, jako například 32qubitový GHZ (vysoce entanglovaný) kvantový stav. Dalším kouskem je vytvoření neabelovského topologického stavu a demonstrovali řízení anyonů na něm. Právě topologické stavy a anyony jsou čím dál častěji zmiňované jako cesta ke kvantovým počítačům odolným kvantovým chybám.
Kvantová strategie Quantinuum
A ve stejný týden vyšel i článek v Nature výzkumníků z Google Quantum AI rovněž na téma neabelovských anyonů, jen s tím rozdílem, že použili svůj supravodivý kvantový procesor.
Je oblast kvantových počítačů dobrodružství ve smyslu „vítěz bere vše“, anebo těch vítězů tady bude více? Pěkný názorový příspěvek na toto téma najdete zde.
Minulý týden jsem psal o tom, že Austrálie vydala svou národní kvantovou strategii. Součástí jejích plánů je i vytvoření prvního FTQC kvantového počítače, tedy takového, který je schopný opravit všechny kvantové chyby. To je značně ambiciózní cíl s ohledem na to, že všichni ostatní si zatím za cíl dávají jenom postavení kvantového počítače jako takového.
Sumář o tom, jak si vede na poli kvantových počítačů Google, najdete zde.
IonQ oznámilo výsledky za první kvartál 2023, které jsou lepší než 2022. Takže trh roste. Ale jsou tu jiné, zajímavější novinky. IonQ nyní staví Aria 2 kvantový procesor, tedy druhý procesor této řady, a brzy by měl být k dispozici zákazníkům na cloudu. IonQ také oznámil pokroky ve vylepšení prototypu nové řady zvané Forte, která se liší hlavně novým systémem pro řízení laserů, tzv. Acousto-Optic Deflector.
Procesor H2 od Quantinuum
Kvantový software
Microsoft napsal moc pěkný tutoriál o tom, jak odhadnout nároky na plnohodnotné chemické simulace pomocí kvantového počítače. Samozřejmě v jazyce Q#.
Deloitte tento rok znova pořádalo svou soutěž Quantum Climate Challenge. Pojďme se velmi krátce podívat na vítěze. Na prvním místě skončil tým EcoQult (hlavně zaměstnanci z belgického startupu qBee) a ti se zaměřili na výpočet disociační energie iontových plynů. Primárně se jedná o systém šesti iontů a plynů. Ten byl spočítán nejdříve pomocí klasických metod. Následně se pomocí kvantového algoritmu VQE provedly lokální korekce na molekulách iontových plynů. Druhý tým JetiX a třetí QuantumX se pak spíše zaměřily na vylepšení samotného VQE algoritmu.
Kvantová bezpečnost
IBM zveřejnilo svou roadmapu ohledně kvantově odolných řešení. IBM není jen průkopník v kvantových počítačích, ale má prsty skoro ve všech kandidátech na kvantově odolné šifrování (PQC). PQC řešení od IBM se nazývá Quantum Safe Roadmap a má tři části. První částí je Discover, kde cílem je analyzovat současné kryptografické systémy a jejich použití/využití a provázanosti. Zde IBM nabízí automatizovaný nástroj, který toto vše provede a jeho výstupem je i tzv. CBOM (Cryptography Bill of Materials). Další částí je Observe. Jde o analýzu kryptografických zranitelností a identifikace prioritizace oprav na základě rizik. Poslední částí je Transform, kde jde o opravy chyb, přechod na kryptoagilní a automatizované řešení. Výhodou IBM je, že PQC je již podporované i až na hardwarové úrovni, třeba z16 mainframe, a tím pádem je efektivnější. V podstatě jde o přímou konkurenci s velmi podobným řešením jako SandboxAQ.
Kvantové technologie
Následující novinka není kvantový počítač jako takový, ale protože je to zajímavé a lasery jako takové jsou kvantovou technologií, tak se na to podívejme. Izraelský startup LightSolver představil vlastní LPU (Laser Processing Unit), tedy laserový procesor, který nepoužívá k výpočtům elektroniku, ale laser a optiku jako takovou. Samozřejmě se jedná o integrovaný čip, běžící při pokojové teplotě, s malou spotřebou, velkou rychlostí a dobrou škálovatelností. Zatím je tento LPU vhodný pro optimalizační úlohy, kde ukázkové optimalizační úlohy řeší až tisíckrát rychleji nebo v polynomiálním čase místo exponenciálním. Ale co je i pro nás tady zajímavé, je fakt, že inženýři z LightSolver vyvinuli a nasadili kvantově-inspirované algoritmy. Toto LPU je zatím dostupné jako služba SaaS. No, minimálně je to dost silná konkurence hlavně kvantovým annealerům a minimálně snižuje jejich potenciální kvantovou výhodu. Nebo rovnou vynuluje?
Kvantový byznys, investice a granty
Jako Evropané se nemůžeme dočkat prvního evropského QKD satelitu Eagle-1, na kterém dělá ESA, respektive konsorcium vedené SES. Nyní už víme, kdo vytvoří vlastní QKD modul pro satelit. Tím vybraným je společnost TESAT. TESAT je německá společnost, která má bohaté zkušenosti ve vývoji komunikačních satelitů. Na druhou stranu, ve spojení s kvantovou komunikací o nich zatím slyšet moc nebylo.
Sparrow Quantum, dánský startup, získal seed investici 4,9 milionu dolarů. Sparrow Quantum pracuje na vývoji jednotlivých komponent pro kvantovou optiku, jako je například poměrně slušný integrovaný zdroj jednotlivých fotonů extra vhodný pro QKD.
Na trhu tu máme na první pohled nového hráče Eviden. Ve skutečnosti však jde o odnož IT gigantu Atos, který je v kvantové oblasti velmi aktivní. A Eviden převezme většinu služeb a produktů a spustí je pod značkou Qaptiva, která bude zahrnovat vynikající simulátor QLM, ale i další produkty a služby Atosu.
Kanadský startup Quantum Bridge zase dostal grant 700 tisíc dolarů na vývoj kvantových opakovačů.
ČLÁNKY DO MAILU