Technologie

Qubity: Přesnější atomové hodiny, postkvantové HTTPS pro vaše weby, qubity z molekul a cínu

2025-01-26

Autor: Karolína

Kvantové počítače

Vědci z MIT dosáhli rekordní fidelity 99,998 procenta při operacích s jednotlivými qubity na supravodivém typu fluxonium. Tato úroveň přesnosti je zásadní pro vývoj praktických kvantových počítačů, protože vysoká věrnost operací s qubity minimalizuje chyby a zvyšuje spolehlivost kvantových výpočtů. Pro srovnání, společnost Oxford Ionics dosáhla věrnosti 99,99916 procenta u jednotlivých qubitů ve svých nejnovějších prototypech založených na technologii zachycených iontů. Tato porovnání ukazují, že supravodivé qubity, jako je fluxonium, mají potenciál konkurovat jiným platformám v oblasti vysoce přesných kvantových operací.

Tým výzkumníků z Harvardovy univerzity úspěšně zachytil molekuly pro provádění kvantových operací, což představuje zásadní průlom v kvantovém počítání. Využili ultrachladné polarizované molekuly sodíku a cesia (NaCs) jako qubity, přičemž pomocí optických pinzet minimalizovali jejich pohyb a stabilizovali kvantové stavy. Pomocí iSWAP brány vytvořili kvantové propletení mezi dvěma molekulami s fidelitou 94 procent, což je klíčový krok k využití molekul v kvantových počítačích. Technologie těchto molekul nabízí nové možnosti pro efektivnější kvantové výpočty díky bohaté vnitřní struktuře, i když stále čelí výzvám, jako je zajištění stability a přesnosti v budoucích experimentech.

Společnost QuEra Computing zveřejnila Quantum Readiness Report 2025, který předpovídá růst globálních rozpočtů na kvantové aplikace o téměř 20 procent do roku 2025, přičemž 65 procent odborníků je připraveno na implementaci kvantových technologií během dvou až tří let. Mezi hlavní výzvy patří vysoké náklady (51 procent), nedostatek talentů (45 procent) a nejasná návratnost investic (45 procent). Mezi slibné technologie pak patří neutrálně-atomové kvantové počítače a supravodivé qubity. Více podrobností je k dispozici v samotném reportu.

Xanadu představila svůj nový modulární kvantový systém Aurora, který zahrnuje fotonické qubity propojené přes 13 kilometrů optických vláken. Většina hardwaru funguje při pokojové teplotě, což snižuje energetickou náročnost, avšak detektory se zpravidla musí chladit kryogenikou. Aurora je významným krokem k vysoce škálovatelným kvantovým datovým centrům, avšak dalším úkolem zůstává minimalizace optických ztrát a překonání prahů tolerance chyb pro efektivní korekci.

Dále se objevuje nový typ qubitu v diamantu. Vědci ze Stanfordu dokázali výrazně posílit a přesněji snímat spin u "tin vacancy" qubitů v diamantu s 87procentní přesností při jediném měření. Upravováním okolního magnetického pole a optimalizací experimentálního uspořádání dosáhli jasnějšího signálu, čímž měření nevyžaduje stovky opakování. Tato zlepšení by mohla usnadnit používání cínových qubitů i ve vyšších teplotách a umožnit širší škálu aplikací v oblasti kvantové komunikace.

Kvantové algoritmy a software

Na kvantovém blogu IBM opět vydali článek shrnující změny s příchodem Qiskit v1.x, zaměřující se na zjednodušení nástrojů pro vývoj.

Startup QuantyMize na konferenci v Eilatu představil prototyp řešení pro optimalizaci energetického managementu s využitím kvantových annealerů, který umožňuje až 40procentní snížení cyklů nabíjení a vybíjení baterií, čímž zvyšuje efektivitu využívání obnovitelných zdrojů energie.

Vědci z Northwestern University představili SEQC, nový kvantový kompilátor, který zvyšuje rychlost a spolehlivost modulárních kvantových systémů. SEQC zvyšuje fidelitu kvantových obvodů až o 36 procent a zkracuje časy kompilace dvakrát až třikrát. Tato inovace řeší výzvy spojené s komunikací mezi čiplety a otevírá cestu pro škálovatelné a efektivnější kvantové systémy.

Quantinuum pracuje na vzniku generativního kvantového AI systému (Gen QAI), zaměřeného na překonání omezení klasických AI systémů, jako jsou vysoké energetické náklady a škálovatelnost. Společnost vyvíjí inovace v oblasti zpracování přirozeného jazyka (NLP), včetně kvantových rekurentních neuronových sítí a tensorových sítí, a ukazuje konkurenceschopné výsledky s menším výpočetním zatížením a potenciálními úsporami energie.

Kvantová bezpečnost a sítě

Bezpečnostní experti z banky Santander publikovali cenné informace o tom, jak dnes nasadit postkvantové HTTPS na vaše weby. Tento posun je zásadní pro ochranu citlivých dat v souvislosti s rostoucím hrozbám z kvantových počítačů.

Dnes bývalý prezident Joe Biden vydal exekutivní příkaz na posílení kybernetické bezpečnosti USA, který klade důraz na využití umělé inteligence a zavedení kvantově odolné kryptografie pro ochranu před kvantovými hrozbami. Tento příkaz v rámci různých agencí zahrnuje povinné nasazení AI pro detekci hrozeb a přijetí technologií postkvantové kryptografie do roku 2030.

Mezinárodní spolupráce bude klíčová, a to zejména mezi ministerstvy v USA, aby podpořili přechod na standardizované PQC algoritmy.

Thales Alenia Space a Hispasat zahájily vývoj systému kvantové distribuce klíčů (QKD) z geostacionární dráhy, což umožní bezpečnou komunikaci mezi kontinenty a představuje významný krok k budoucímu kvantovému internetu. Tento projekt, financovaný Španělskem a EU, přispívá k evropské kvantové komunikační infrastruktuře (EuroQCI).

Kanadská vesmírná agentura podpořila vývoj technologie QKD pomocí kvantových satelitů, aby zvýšila kybernetickou bezpečnost v satelitní komunikaci proti kvantovým útokům.

Kromě toho ID Quantique oznámila, že její systém Clavis XG Quantum Key Distribution (QKD) získal národní bezpečnostní certifikaci v Jižní Koreji, což posiluje důvěru v QKD technologie a jejich klíčovou roli v budoucím kybernetickém zabezpečení.

Kvantové technologie

Optické atomové hodiny, kombinující ionty india a ytterbia, dosáhly rekordní přesnosti 2,5 x 10^-18, což je tisíckrát vyšší přesnost než současné cesiové hodiny. Tato inovace zkracuje dobu měření díky paralelnímu sledování více iontů v jedné pasti.

Kvantový byznys, investice a politika

Kvantová společnost Quantum Computing Inc. čelí prudkému poklesu akcií v důsledku obvinění z podvodu, což vyvolalo obavy investorů o její důvěryhodnost a dlouhodobou životaschopnost v rychle rostoucím kvantovém odvětví.

Kanada investuje přes 52 milionů dolarů do 107 projektů kvantového výzkumu zaměřených na vývoj kvantových technologií v oblastech jako jsou kvantové výpočty, komunikace a šifrování. Tímto způsobem se podporuje spolupráce mezi univerzitami, průmyslem a zahraničními partnery a přispívá k mezinárodnímu propojení.