Kvantové počítače
PsiQuantum, jedna z hlavních společností pracujících na fotonických kvantových procesorech, oznámila další pokrok v implementaci korekce kvantových chyb. Dle jejich měření dosáhli až 50násobného zlepšení a to není vůbec špatné. Hlavní příčinou je tzv. active volume compilation. Jedná se o optimalizace, které redukují čas potřebný pro běh aplikace. Tedy, pokud to spočítáte rychleji, máte i méně kvantových chyb. Toho můžete dosáhnout efektivnějším využitím vašeho kvantového procesoru. Zde konkrétně využili tzv. long-range spojení mezi qubity. U supravodivých procesorů je velmi náročné propojit dva vzdálené qubity (spousta operací SWAP, větší komplexnost a podobně) – takže reálně ten procesor nevyužíváte moc efektivně v celém svém objemu. Avšak toto je menší problém u fotonických kvantových procesorů. Jen škoda, že jsou zde uvedena relativní čísla, tedy 50násobné zrychlení, a ne čísla absolutní, tedy kolik qubitů, jaký čas apod.
IBM minulý měsíc zpřístupnila novou utilitu zvanou „circuit cutting“ nebo „dynamic circuits“. Jedná se o nástroj, který je schopný složitý kvantový obvod rozsekat na několik menších, které mohou být spuštěny nezávisle a na menších kvantových procesorech, a tedy i dříve. A hned několik společností se toho chytlo a začalo s tím aktivně pracovat. Více si o tom můžete přečíst zde.

Circuit cutting, tedy krájení-dělení kvantových obvodů na menší, které je součástí Circuit Knitting Toolbox od IBM, nabírá na oblíbenosti
Ve Francii vznikl nový startup Siquance, který cílí na vývoj kvantových počítačů na bázi křemíkových čipů, tedy pravděpodobně kvantových teček. Startup vychází z výzkumu v rámci CEA/CNRS, což je francouzská obdoba české Akademie věd.
Hyperion Research provedl rozsáhlý výzkum mezi 300 společností, které nějakým způsobem už pracují na využití kvantových počítačů a jejich vývoji. A k čemu došel? Třeba že trh s kvantovým počítáním by měl dosáhnout 1,2 miliardy dolarů v roce 2025. Dominantní je USA, ale poměrně hodně roste Indie. Dvaatřicet procent dotázaných společností nemá z kvantového počítaní zatím žádný zisk. Z hlediska zisků nejvíce generují společnosti s kvantovými počítači přístupných přes cloud, na druhém místě jsou provozovatelé těchto cloudů a třetí jsou kvantové počítače on premise. Největší zaměření je na finance, dále na kvantové R&D, kyberbezpečnost, chemii a pak vývoj léků. Investice od VC jsou stále vysoké a nadále rostou.
Poslední dobou lze vidět, že o kvantových počítačích na bázi neutrálních atomů se mluví více a více. A co za tím vlastně stojí? To pěkně shrnuje článek na Physics Today. Tím klíčovým prvkem je vynález, ale hlavně praktické rozšíření optických pinzet, které jsou schopné manipulovat právě s jednotlivými atomy.
Z finské výzkumné instituce VTT vzniká spin off SemiQon, který naváže na výzkum ve VTT a jeho cílem je vyvíjet křemíkové kvantové počítače na bázi kvantových teček. Jejich hlavní devízou je CMOS technologie s integrovanou kryogenikou, která vytváří prostředí s velmi nízkým šumem pro kvantové tečky, a tedy sklonem ke kvantovým chybám.
Kvantový software a algoritmy
Q-Ctrl ohlásilo, že jejich platforma Fire Opal pro vývoj pro současné nedokonalé kvantové počítače bude volně přístupná. Jedná se o hardwarově nezávislé řešení pro optimalizaci vašich kvantových algoritmů pro současné nedokonalé kvantové počítače, a to v některých případech až na úroveň jednotlivých pulsů. Volné využití zatím platí pro kvantové počítače IBM, ale časem by se to mělo rozšířit i na další poskytovatele. V minulosti Q-Ctrl ukázalo, že s tímto softwarem dokázali zlepšit přesnost až tisíckrát.
A tohle je pěkné a zajímavé. Qiskit spouští Qiskit Ecosystem. Jedná se o katalog open source projektů, nástrojů, utilitek, knihoven a tutoriálů od komunity vývojářů a výzkumníků. Kromě mnoha jiného je toto úžasná příležitost pro nezávislé nebo začínající kvantové vývojáře se předvést, získat uznání, a třeba i pracovní pozici.
Minulý týden jsem napsal o nové společnosti Infleqtion. Ta nyní představila, na čem pracuje. Konkrétně představila práce na SupercheQ, tedy nástroj pro distribuované databáze, který by měl poskytnout až exponenciální výhodu. Nástroj je založen na tzv. random circuit sampling experiments, tedy na algoritmech, které generují náhodné obvody. To zní jako nepraktické, tyto algoritmy se zatím používají jen pro benchmarking. Nyní se však jedná o první opravdu užitečnou aplikaci těchto zatím neužitečných algoritmů. Konkrétně mají pomoci pro kontrolu, jestli dva soubory jsou stejné, kde lze dosáhnout až exponenciální výhody. Tento nástroj byl experimentálně ověřen na kvantových počítačích od IBM.
Kvantové sítě
Společnosti Qubitekk a EPB of Chattanooga spolu spouštějí komerční kvantovou síť EPB Quantum Network. Bude se jednat o quantum-as-a-service typ služby určený pro komerční, akademické i vládní potřeby. V prvním kroku má tato aktivita do oblasti nalákat další investice navázané právě na vývoj aplikací a use cases pro kvantové sítě. Zajímavé je, že EPB of Chattanooga je vlastně komunitní společnost, která má na starosti smart cities v oblasti Chattanooga. To zahrnuje velmi pokrokovou, automatizovanou a chytrou distribuci elektrické energie, ale tahají i optické kabely a nabízejí vysokorychlostní internet. A právě chytrá infrastruktura s optickou sítí je ideální prostředí pro hraní si s kvantovými sítěmi. V tomto smyslu je EPB úžasnou ukázkou, že v poměrně malém městě na jihu Tennessee lze dělat hodně zajímavé věci.
Kvantové technologie
Výzkumníci na Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences přišli s novým elektro-optickým modulátorem, který je schopný změnit frekvenci jednotlivých fotonů, nebo ekvivalentně jejich vlnovou délku (barvu, chcete-li). Navíc toto řešení je plně integrované na čip. To by mohlo pomoci kvantovým sítím a kvantovým počítačům, neboť v úplně ideálním případě je výhodný mít různé vlnové délky pro šíření fotonů v optickém kabelu, ve vzduchu, jeho detekci apod.
Byznys, investice a granty
Strangeworks uzavřelo partnerství s BosonQ Psi. BosonQ Psi pracuje hlavně na inženýrských simulacích za podpory kvantových počítačů. BosonQ Psi nyní vstupuje do ekosystému Strangeworks a jejich zákazníci budou mít přístup k různým kvantovým počítačům, simulátorům i knihovnám. Na druhou stranu, ekosystém Strangeworks se rozroste o robustní oblast inženýrských simulací s podporou kvantových počítačů.
IQM a Keysight Technologies se dávají dohromady s cílem vytvořit řešení umožňující tzv. on-premises high-performance computing, kvantový počítač, který si zabudujete do svého HPC centra, či si postavíte nové. Tedy žádná služba přes cloud, ale železo přímo domů.