Qubity: Počítač s jednotlivými fotony a kolik stojí vyvinout kvantové počítače

10. 9. 2023
Doba čtení: 4 minuty

Sdílet

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

Kvantovky v Česku

Minulý týden jsem tu odkazoval na článek ohledně NÚKIBu a české národní kvantové síti. To mě inspirovalo a dal jsem dohromady příspěvek, kde popisuji, jak by koncepčně taková národní kvantová síť měla vypadat na základě veřejných dokumentů k EuroQCI. A také jsem si zaspekuloval, kdo v ČR by tam mohl hrát jakou roli.

Kvantové počítače

Minulý týden jsem psal o IQM a jejich kvantovém počítači pod milion eur. To asi inspirovalo autory, kteří v Quantum Zeitgeist dali dohromady pár čísel, co kolik stojí: výzkum a vývoj kvantového počítače se pohybuje mezi 10 a 15 miliony USD. Ale hodně záleží na technologii. Například v průměru náklady na jeden supravodivý qubit jsou jeden až dva tisíce dolarů z hlediska hardwarové výroby. Softwarový vývoj vyjde na zhruba 200 až 500 tisíc dolarů. Roční náklady na provoz menšího kvantového počítače se pak pohybují okolo jednoho až dvou milionů dolarů. Cena komerčního kvantového počítače se pak pohybuje mezi 10 až 50 miliony dolarů.

Startup Quandela publikoval preprint, kde představuje první univerzální kvantový počítač na bázi jednotlivých fotonů. Tento kvantový počítač pojmenovaný jako Ascella má zatím šest qubitů a výzkumníci dosáhli 99,6%, 93,8% a 86% fidelity pro jedno-, dvou- a tříqubitové operace. Avšak jedna z hlavních nevýhod tohoto typu fotonického kvantového počítače je omezená velikost interferometru, která vás omezuje v tom, jak hluboké kvantové obvody budete schopni spustit. Většina ostatních fotonických kvantových počítačů je na bázi měření kvantově provázaných stavů. Tam se nepoužívají jednotlivé fotony, ale tzv. Gaussovské stavy, tedy jakési skupinky, které obsahují několik fotonů.

Widget obrázku #1103646 (přidáno skriptem)
Kvantový počítač na bázi jednotlivých fotonů se skládá ze tří hlavních částí. První je zdroj jednotlivých fotonů, následně univerzální programovatelný interferometr a následně detektory jednotlivých fotonů.

Kvantový počítač na bázi jednotlivých fotonů se skládá ze tří hlavních částí. První je zdroj jednotlivých fotonů, následně univerzální programovatelný interferometr a následně detektory jednotlivých fotonů.

Autor: Delft Circuits

Kvantový software

Oxford Quantum Circuits jako open source vydal svůj nástroj Quantum Assembly Toolchain (QAT). Jedná se o nízkoúrovňový kompilátor z QASM nebo QIR.

Microsoft implementoval AI Copilot (ChatGPT kombinovaný s Copilotem, tedy AI pro podporu programování) do kvantového cloudu Azure Quantum.

Kvantový framework PennyLane vyšel ve verzi 0,32.

Kvantová bezpečnost

ID Quantique oznámil dokončení integrace jejich QKD řešení do systému PacketLight. Společnost PacketLight je poměrně významný dodavatel v oblasti optických sítí. Konkrétně QKD řešení od IDQ se integrovalo do Layer-1 Encryption řešení od PacketLight, které je určené náročnějším zákazníkům, kteří potřebují vysokou míru zabezpečení přenášených dat.

Kvantové technologie

Tým výzkumníků z MIT demonstroval, jak prodloužit dobu koherence kvantových stavů. Inspirovaly je sluchátka s aktivním potlačením šumu. Podobně se vědci podívali na charakteristiky šumu, v tomto případě tepla, a podobným uměle generovaným šumem jej potlačil. Následně se díky tomu dostali s dobou koherence ze 150 mikrosekund na tři milisekundy. V tomto případě kvantovým systémem byla jádra.

Národní programy

Zajímavou cestou se vydalo Španělsko. Tamní ministerstvo hospodářství a digitální transformace vytvořilo projekt Quantum Spain, jehož cílem je podpořit ekosystém kolem kvantových počítačů. Do tohoto projektu je již zapojeno 27 univerzit a výzkumných institucí (14 z nich se zapojilo nedávno). Zatím je připraveno 22 milionů eur. Výhoda tohoto přístupu je, že když je to řízené „shora“, tak je to zpravidla otevřené všem institucím a výzkumným skupinám. Zatímco kdyby to by tzv. „zdola“, tedy že by tam byly nějaké zakládající instituce, tak pak to nemusí být tak otevřené. Roli tam mohou hrát různé animozity a mezilidské vztahy, tedy spíše „nevztahy“. Někdo by se mohl zeptat, proč je to zaměřené jen na kvantové počítače. Tento projekt je blízce navázán na projekt RES, což je vlastně síť 14 superpočítačů ve Španělsku. A protože reálné kvantové počítače poběží velice blízko superpočítačům, či dokonce hybridně s nimi, je to vlastně velmi strategický směr podpory, na kterém může Španělsko v budoucnu velmi vydělat.

Kvantový byznys, investice a granty

Britský Oxford Ionics, který pracuje na kvantových počítačích na bázi uvězněných iontů, po své investici 30 milionů dolarů v series A dostal i grant na 2,5 milionu dolarů od britského národního strategického investičního fondu. Ten se zabývá hlavně investicemi do technologií tzv. dvojího užití (pro civilní i vojenské využití).

Deutsche Telekom otevřel kvantovou laboratoř ve svém T-Labs centru v Berlíně. To se zaměří na výzkum kolem kvantových komunikací a jejich integraci do klasických telekomunikací.

Orange Quantum Systems (OQS), startup z Nizozemí, získal pre-seed investici v hodnotě 1,5 milionu eur. OQS vyvíjí a nabízí nástroje pro testování a diagnostiku kvantových čipů.

Delft Circuits, startup poskytující součástky pro kvantové počítače, třeba speciální kabely pro kryogeniku, získal investici 6,3 milionu eur.

CIF25

Widget obrázku #1103647 (přidáno skriptem)
Speciální kabeláž a Cri/oFlex I/O Module do kryostatů pro kvantové procesory od Delft Circuits

Speciální kabeláž a Cri/oFlex I/O Module do kryostatů pro kvantové procesory od Delft Circuits

Autor: Delft Circuits

Zapata AI vstupuje skrze SPAC (pomocí spojení se speciální prázdnou schránkou již na burze) na NYSE burzu. Značka bude ZPTA. Uvidíme, jak dopadne. Zatím prakticky všechny čistě kvantové společnosti na burze ihned po vstupu vyletěly, aby následně spadly hodně dolů. A snad kromě IonQ se zpět nevrátily. Na druhou stranu, Zapata AI již není čistě kvantový startup jako v minulosti, ale hodně šlape i do AI.

Spojené království je zpět v programu EU Horizon. Není to úplně rovná dohoda, ale z vědeckého pohledu žádoucí pro EU i UK. Zvláště v oblasti kvantových technologií můžeme být rádi a opět se mohou rozjet projekty, kde jsou vědci z UK i EU. Buďme k sobě upřímní, v UK jsou v této oblasti hodně silní.

  • 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).