Kvantovky v Čechách
Minule jsem odkazoval na rozhovor s paní ministryní, kde se mluvilo o kvantovém hubu IBM či národní kvantové strategii. Další informace jsou tady.
A příběh pokračuje. 28. června se na FJFI ČVUT pořádá Quantum Day s podtitulem „Quantum Day přenáší kvantové technologie z vědeckých pracovišť do reálného využití v průmyslu. Pojďme společně objevit, kde je jejich místo“. Uvidíme, co se z toho vyklube.
Kvantové počítače
Fonon je kvazičástice zvuku, která se v mnoha ohledech chová podobně jako foton. Populárně se popisuje jako elementární kvantum zvuku. A právě v této oblasti jsme viděli několik pokroků publikovaných v Science nebo Nature. A samozřejmě, protože se jedná o kvantový objekt, je otázka jeho využití jako qubitu nasnadě. Jedna z potenciálních hlavních výhod by měla být velmi dlouhá doba koherence. Někteří jej také nazývají mechanickým qubitem. Něco málo česky najdete i na Osel.cz.
Platforma obsahující 36 mechanických rezonátorů, kde při teplotách blízko nuly můžeme studovat fonony.
Další zajímavou spolupráci uzavřeli Quantum Machines a QuantWare. Quantum Machines začne používat kvantové procesory od QuantWare a naopak QuantWare použije qubitový řídicí systém OPX+ od Quantum Machines. Tato spolupráce by primárně měla umožnit rychlejší škálování na více qubitů. V současnosti má QuantWare jako nejlepší QPU 25qubitové Contralto.
Zatím to stále vypadá, že kvantový počítač plně odolný kvantovým chybám je ještě stále daleko. Na druhou stranu, IBM a University of California v Nature publikovaly zajímavý přístup, kdy pro získání kvantové výhody není potřeba opravit všechny kvantové chyby, naopak. Konkrétně jde o simulaci časového vývoj 2D transverse-field Ising modelu, který je využitelný ve fyzice. A také je velmi náročný pro klasické superpočítače. Zde IBM použilo svůj procesor se 127 qubity a hloubkou 60 (tzn. až šedesát kvantových operací = bran za sebou). Takhle hluboký obvod je prakticky plný chyb a normálně nic užitečného z toho nedostanete. Avšak IBM implementovalo tzv. Zero Noise Extrapolation (ZNE), viz video níže, které chyby zmírnilo. Výsledek porovnali s klasickým řešením stejného problému na dvou různých superpočítačích. A ten kvantový měl lepší výsledky. Zde také důležitou roli sehrál fakt, že umíme zkontrolovat, že daný výsledek je správně. To u jiných aplikací není vždy pravidlem. Tady pak rozebírají, jaké by tento důležitý objev mohl mít dopady. Na druhou stranu, než budeme otevírat šampaňské, ještě počkejme. V případě takovýchto velkých objevů je vždy vhodné chvíli počkat na možnou kritiku, která může případný hype zkrotit a uvést objev na pravou míru.
Vizualizace kvantového obvodu, kde IBM dosáhlo kvantové výhody na současném 127qubitovém QPU
A velké oznámení si připravil i Intel, když oznámil svůj nový kvantový procesor Tunnel Falls s 12 qubity na bázi kvantových teček. Což je obrovský skok. Zatím jsem měli maximálně tři kvantové tečky, respektive qubity z nich. Intel zatím neposkytl informace, jaké parametry nové QPU má. Avšak alespoň popsal výrobu, kde se využila CMOS technologie a čip byl vyroben za použití 300 mm waferu. Tunnel Falls má jednodušší lineární topologii, to znamená, že kvantové tečky – qubity jsou v řadě za sebou a každý je přímo spojen jen se svým sousedem nalevo nebo napravo. Avšak Intel již pracuje i na 2D topologii, která by měla být v roce 2024. Jinak cesta Intelu nejde skrze cloud, ale bude QPU poskytovat přímo jednotlivým partnerům, se kterými na tom již nějaký čas pracuje. Více si můžete přečíst i tady.
Výhoda qubitů na bázi kvantových teček je, že se jedná o velmi malé čipy. Samotná část s qubity má 50 × 50 nanometrů.
Tunnel Fall QPU od Intelu v socketu
Nakonec tu máme i HRL Laboratories, která představila své kvantové čipy SLEDGE rovněž na bázi kvantových teček. SLEDGE obsahuje šest kvantových teček, které ve výsledku reprezentují dva qubity. Tyto první procesory zamíří hlavně k akademikům pro další výzkum.
Kvantový software a algoritmy
Toshiba a Izraelský Classiq uzavřely spolupráci v oblasti kvantových počítačů. Toshiba se dosud zaměřovala na kvantovou kryptografii (QKD) a kvantově-inspirované optimalizace pomocí jejich digitálního annealeru. Nyní chtějí jít dále a začít studovat využití kvantových počítačů, a to budou právě činit skrze platformu Classiq. Toshiba se chce primárně zaměřit na kvantové AI.
Kvantové sítě
Švýcarský startup Terra Quantum demonstroval kvantovou distribuci klíče (QKD) na vzdálenost 1032 km s rychlostí 34 bitů za sekundu. Tím značně překonal i nedávné oznámení z Číny (ta na 1002 km dosáhla rychlosti 0,0034 bitu za sekundu). V základu použili stejný QKD protokol, tedy Twin-Field QKD, avšak se svými proprietárními vylepšeními.
Kvantová bezpečnost
ID Quantique, SK Telecom a Samsung vydaly již čtvrtou generaci telefonů Galaxy Quantum 4. Pro nově příchozí, „quantum“ v tomto smyslu znamená, že telefon je vybaven kvantovým generátorem náhodných čísel (QRNG) od ID Quantique. Nová generace přichází hlavně se softwarovým updatem pro správu šifrovacích klíčů.
Aplikace, které podporují využití QRNG
Amazon Web Services začíná nasazovat hybridní kvantově odolné šifrování. Konkrétně se jedná o hybrid eliptických křivek (ECHD) a PQC algoritmu CRYSTAL-Kyber. Zatím to lze zapnout pro SFTP. Více o jejich hybridním systému tady.
Společnost Quantinuum představila nový produkt s názvem Quantum Origin Onboard. Jedná se o posílení generování klíčů. Myšlenka je taková, že Quantinuum pomocí svých kvantových počítačů vygeneruje náhodné číslo, tzv. seed, který pak následně použijete do svého pseudonáhodného generátoru čísel, který už vygeneruje samotný kryptografický klíč. Motivace je v tom, že právě seed je nejzranitelnější část pseudonáhodných generátorů čísel. Takže je záhodno mít tento seed co nejvíce náhodný a pak je to poměrně bezpečné, respektive nepředvídatelné.
Kvantový byznys, investice a granty
Evropská komise schválila 8,1 miliardy EUR pro program IPCEI ME/CT. Jedná se o sadu důležitých projektů v oblasti čipů a komunikací, například 5G, 6G, ale i kvantové počítače. Uspěly také čtyři projekty z Česka za 1,5 miliardy.
Spojené království oznámilo další vlnu financování kvantových projektů. 45 milionů liber si rozdělí 12 projektů v oblasti kvantových senzorů pro navigaci a přesného času, 11 projektů v oblasti kvantového softwaru, 19 projektů pro studium využití kvantových počítačů a 7 projektů v oblasti přesného času a navigace, kde se použije část kvantových a část klasických senzorů, tedy hybridní řešení.
- 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
ČLÁNKY DO MAILU