Qubity: Počítač s 1180 qubity, uvězněné ionty s novými jádry, chlazené atomy na dronu

29. 10. 2023
Doba čtení: 4 minuty

Sdílet

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

Kvantovky v Česku

NÚKIB spustil výzvu na pokračování české národní kvantové sítě CZQCI v hodnotě 130 milionů korun. Hlavním předmětem této národní kofinancované výzvy je podpora projektu na vytvoření páteřní optické kvantové sítě v ČR, která se napojí na okolní státy a včlení do Evropské kvantové komunikační infrastruktury. Investice bude uzavřena ukončenou zkušební a pilotní provozní fází provedenou do 31. prosince 2025 a bude zahrnovat alespoň spojení mezi Prahou, Brnem a Ostravou o celkové optické délce 400 km se šesti segmenty kvantové distribuce klíče (QKD), realizaci dvou vedlejších metropolitních větví na bázi komerčního zařízení QKD a dvou dalších větví na bázi QKD pro účely experimentu a testování jejich použití. Něco více se dočtete i tady.

Kvantové počítače

Atom Computing oznámil na první pohled bombastickou novinu, kde ukázal svůj nejnovější kvantový počítač na bázi neutrálních atomů, který má 1180 qubitů. To je zatím rekord. Těchto 1180 qubitů neboli atomů je uvězněno v optické mřížce 35 × 35. Počítač je nyní testován a zákazníkům by měl být k dispozici v průběhu roku 2024. Jejich předchozí kvantový stroj měl jen sto qubitů, navíc jako atomy se nyní používají atomy ytterbia (před tím to bylo stroncium). Nový systém také umí do mřížky dodávat nové atomy kontinuálně. Počítač podporuje Qiskit a QASM. Konkrétnější parametry zatím oznámeny nebyly. Někteří lidé jsou spíše pesimističtější a mají pochyby, jestli půjde nějak rozumně použít všech těch 1180 qubitů.

Widget obrázku #1108108 (přidáno skriptem)
Kvantový počítač na bázi neutrálních atomů, který má mít více než tisíc qubitů

Kvantový počítač na bázi neutrálních atomů, který má mít více než tisíc qubitů

Autor: Aquark Technologies

Konsorcium kolem francouzského PASQAL zvané PANDA získalo grant z European Innovation Council na vývoj nového kvantového fotonického počítače. Ten by měl fungovat zcela na jiném principu než ty v současnosti vyvíjené, kde dominuje koncept na bázi measurement based quantum computing, kde interakce mezi fotony je zajištěna pomocí jejich vzájemných kvantových provázání při vzniku a mění se pak pomocí měření. Dalším běžným konceptem jsou programovatelné interferometry, kde fotony interagují v daném interferometru. Jak asi tušíte, největší výzvou u fotonických kvantových počítačů je interakce mezi fotony. V tomto případě konsorcium chce pro interakci využít neutrální atomy, ve kterých je PASQAL silný.

IonQ oznámil dosažení 29 algoritmických qubitů (řekněme užitečných qubitů). Zajímavé, že jejich nový systém používá jádra baria místo ytterbia, které používají ve starších strojích. Je to vlastně první oznámený výsledek na jádrech baria. Jejich výhodou je, že jsou kompatibilní s vlnovými délkami používanými v telekomunikaci, a navíc můžete použít silnější laser, s jehož pomocí budou kvantové operace rychlejší. IonQ z důvodu velkého zájmu rozšiřuje přístup ke svým kvantovým počítačům již v režimu 24/7, a to konkrétně pro IonQ Harmony a IonQ Aria.

Quandela, evropský startup v oblasti fotonických kvantových počítačů, oznámil první komerční dodávku svého fotonického systému MosaiQ do datacentra OVHcloud. MosaiQ zatím nabízí dva až dvanáct qubitů.

Vědci z Argonne National Laboratory mají další článek v Nature, kde popisují rekordní dobu koherence elektronového nábojového qubitu s hodnotou jedné milisekundy – což je tisíckrát lepší než předchozí nejlepší výsledek u tohoto typu qubitu. A co to je elektronový nábojový qubit (electron charge qubit)? V tomto typu qubitů je kvantová informace kódována do pohybových (nábojových) stavů elektronů. Základní a první excitovaný stav vytvoří elektrický dipól a ten lze ovládat pomocí elektrického pole. Samotný elektron je pak uvězněn v supravodivém obvodu z niobu na křemíkovém substrátu. Obecně má tento typ qubitů potenciál být jednoduše vyroben a je poměrně snadné jej řídit. Interakce mezi dvěma qubity je potom zajištěna supravodivým obvodem. Ten klíčový pokrok v této práci je, že elektron je položen na čistém neonu ve vakuu. Neon je zde klíčový, protože odolává šumu z okolí a chrání tak koherentní stav elektronu.

Kvantové technologie

Mladý startup Aquark Technologies demonstroval systém pro uvěznění studených atomů, a to na dronu pomocí vlastního patentovaného systému. Může se to zdát jako nic moc, ale je to naopak poměrně hodně velký krok. Uvěznění neutrálních atomů není triviální, potřebujete ty atomy uvěznit pomocí laserů, zchladit je a udržet je co nejdéle – a celé to musí být stabilní, když s tím hýbete. A tady se jim to podařilo dát do poměrně malé krabičky vážící 10 kilogramů a atomy byly uvězněny po několik hodin testů. Chladné atomy můžeme použít pro kvantové počítače, ale to nemusíme dávat na dron. Naopak, chlazené atomy mohou být použity pro přesné měření času, zrychlení, rotace, elektrického i magnetického pole, tedy může to být použito jako přesný senzor nebo pro inerciální navigaci.

Widget obrázku #1108107 (přidáno skriptem)
Systém pro uvěznění chladných atomů v podvěsu dronu

Systém pro uvěznění chladných atomů v podvěsu dronu

Autor: Aquark Technologies

Kvantový byznys, investice a politika

V rámci U.S. Chips and Science Act bylo vybráno jednatřicet regionů jako tzv. U.S. Tech Hub. A konkrétně pro U.S. Tech Hub for Quantum Technology byla vybrána oblast kolem města Chicago a stát Colorado. Oblast Chicago zahrnuje čtyři univerzity, dvě národní laboratoře a řadu startupů. V případě Colorada najdeme minimálně jednu univerzitu, výzkumnou laboratoř, NIST a opět řadu startupů. Status U.S. Tech Hub pak zajišťuje dlouhodobé financování právě v rámci Chips and Science Act v řádu desítek milionů dolarů, pokud postoupí do druhé fáze.

CIF25

A jedna zajímavost. Kvantové technologie letos vypadly z žebříčku 2024 Gartner Top 10 Strategic Technology Trends. Hlavní zdůvodnění je to, že kvantové technologie nevyžadují žádnou akci na úrovni managementu (C-suite) v krátkodobém horizontu (následující dva až tři roky).

Kanadské D-Wave opět hrozí stažení z NYSE burzy. V tomto smyslu se jim nedaří. Je to už druhé varování za tento rok. Že by to vypovídalo něco o tom, jak užitečné kvantové annealery jsou?

  • 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).