Kvantovky v Česku
NÚKIB vydal doporučení pro kvantově odolné šifrování. Ve zkratce, klíče pro symetrické šifrování by měly být alespoň 256 bitů dlouhé, haše alespoň 384 bitů dlouhé a lze použít i již standardizované hashovací algoritmy LMS, XMSS. Pro asymetrické šifrování, které lze rozluštit budoucím kvantovým počítačem, se doporučuje buď hybridní řešení (tedy některý z kvantově odolných algoritmů PQC, které budou standardizovány + nějaké současné asymetrické šifrování), nebo čisté PQC CRYSTALS-Kyber level 5 a CRYSTALS-Dilithium level 5. K tomu NÚKIB vydal i popis kvantových útoků a i detaily ohledně PQC. V případě hodně citlivých informací by se na tato schémata mělo přejít do roku 2027. Myslím, že na NÚKIBu udělali dobrou práci, včetně těch doprovodných dokumentů.
Kvantová fyzika
Když mluvíme o polovodičových qubitech, nebo qubitech na bázi kvantových teček, vlastně se jedná o elektron a jeho vlastnosti, které tam reprezentují daný qubit. Ale z teorie polovodičů asi víte, že „partnerem“ k elektronu je díra. A v tomto smyslu by mohla posloužit stejně – tedy i jako qubit. Nicméně na to, abyste excitovali díru (pro qubit potřebujete dva různé stavy, často je to základní a první excitovaný energetický stav), potřebujete THz laser, což ještě není úplně zvládnutá technologie. Nyní to vědci z Ruhr-Universitaet-Bochum trochu obešli skrze dva lasery a Augerův proces. Důležité je, že u díry dosáhli superpozice mezi základním a excitovaným stavem. Což je jeden z předpokladů pro budoucí qubit. Ale ještě je potřeba na tom udělat hodně práce.
Ti z vás, kteří se více zajímají o fyziku, jistě zaznamenali zprávu o objevu supravodivého materiálu při pokojové teplotě. Což je jistě velká zpráva, a pokud se vše potvrdí a podaří se to vyrábět ve větším množství, rozhodně půjde o obrovský skok zvláště pro energetiku. Co více si přát než bezodporový přenos elektřiny. Avšak je zde vidět i nadšení v komunitě kolem kvantových počítačů. Je zde logická úvaha – dnešní nejlepší kvantové počítače jsou na bázi supravodivých qubitů a musí být chlazeny téměř na absolutní nulu, což je značně omezující prvek. Ale já bych zde byl velmi opatrný. Ono to chlazení má dvě funkce. Za prvé potřebujete dosáhnout supravodivosti (pro to vlastně nemusíte jít až k absolutní nule) ke kvantové funkci tzv. Josephsonova můstku. Ale druhá funkce je, že skoro absolutní nula znamená, že je tam doslova klid. Teplo je vlastně pohyb atomů, molekul. A pokud se nehýbou, nebo je to prázdné, tak vlastně s vaším qubitem nemá co interferovat, a máte tedy nižší chybovost. Ale když si představím Josephsonův můstek při pokojové teplotě, vlastně to bude permanentně interferovat s okolím. Třeba vědci vymyslí nějaký nový trik či nějakou topologickou ochranu, ale zatím bych byl velmi opatrný. Samotný článek je zatím jen preprint bez recenze.
Kvantové počítače
Společnost QuEra provedla zajímavý průzkum. Zde jsou vybraná fakta: respondenti nejčastěji pracují ve spojení s kvantovým počítačem na 1) strojovém učení, 2) optimalizacích, 3) simulacích. Celých 30 procent respondentů uvedlo, že jejich společnost/instituce používá kvantový cloud od IBM. Poté následují lokální simulátory kvantových počítačů. Amazon má 15 procent a Microsoft 10 procent. Celých 62 procent tazatelů uvádí, že neplatí za přístup ke kvantovým počítačům. Více pak najdete v samotném článku.
Kvantové sítě
Vědci z Chinese Academy of Sciences představili zatím nejrychlejší teleportaci qubitů, konkrétně až 7,1 qubitu za sekundu. Kvantová teleportace je komplikovanější než jen posílat qubity. Zpravidla máte jeden zdroj kvantově provázaných dvojic fotonů, které jsou následně poslány svým příjemcům. V tomto případě každý po 22 kilometrů dlouhém optickém vlákně. Při vyšší rychlosti, tedy větším množství fotonů, pak příjemci musí být velmi přesně synchronizovaní, aby si stále drželi přehled, které dva fotony jsou právě provázané anebo jestli se nějaký foton neztratil.
Kvantová bezpečnost
Jedna z oblastí, kde byste měli uvažovat o přechod na kvantově odolné šifrování, je vesmírný průmysl. Zvláště pokud je potřeba mít přístup k zařízení v případě nějakých kritických updatů, což v případě satelitů je nemožné, respektive strašně drahé. Proto je potřeba již u dnešních projektů počítat s PQC. A v případě evropských programů se tak děje. Například pro druhou generaci Galilea (G2G), evropské navigační družice, bude PQC řešení dodávat francouzský Thales.
Kvantové technologie
Výzkumníci ve Francii ukázali, že kvantový radar může přinést zlepšení až o 20 procent, a to i ve velmi zarušeném prostředí. Je to krásná laboratorní práce, ale nepředstavujte si pod tím nějaký praktický radar pro sledování letadel. K tomu je extrémně daleko. Například i pro kvantový radar platí radarová rovnice, kde signál klesá jako 1 / vzdálenost na čtvrtou. Takže i tak potřebujete ohromné množství fotonů generovaných na jednotlivé bázi. Nic reálného se současnou technologií. Pokud někoho toto téma zajímá, doporučuji si přečíst tento článek.
Supravodivý obvod pro generování jednotlivých mikrovlnných fotonů. Ve skutečnosti je tento obvod podobný těm používaným pro supravodivé qubity
Kvantový byznys, investice a granty
- 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