By Sandra Helsel objavljeno 21. septembra 2022
Quantum News Briefs 21. september se začne z novicami Zapata Computing in Univerze v Hullu o njunem sodelovanju pri raziskovanju vesolja, ki je pripravljeno na kvantno tehnologijo, čemur sledi Center za kvantno informacijsko fiziko NYU in partner IBM Quantum za usposabljanje diplomantov in dodiplomskih študentov NYU na področju kvantne informacijske fizike. Tretja je razprava o bitcoinu v primerjavi s kvantnimi računalniki: CISA opozarja, da bi sodobno šifriranje lahko zlomilo & VEČ.
*****
Zapata Computing in Univerza Hull nadaljujeta sodelovanje pri kvantno pripravljenem raziskovanju vesolja
Podjetje Zapata Computing je objavilo, da je naredilo pomemben napredek pri svojem poslanstvu kvantno pripraviti Univerzo v Hullu za prihodnje raziskovanje vesolja. Quantum News Briefs povzema spodnjo objavo.
Eno leto po začetku sodelovanja sta obe ekipi opazili dovolj napredka, da sta razširili svoje načrte za razširitev iskanja indikatorjev življenja v globokem vesolju.
Zapata in Univerza v Hullu sta skupaj razvila nove tehnike za ekstrapolacijo pomembnih podatkov iz hrupnih kvantnih naprav in jih uporabila za izračun ro-vibracijskega spektra vodika, da bi dobila rezultate, ki so primerljivi z najsodobnejšimi klasičnimi simulacijami, saj kot tudi eksperimentalne rezultate. Rezultate, pridobljene s temi novimi kvantnimi tehnikami, je že mogoče uporabiti za odkrivanje molekularnega vodika v vesolju.
Velik del napredka je posledica uspešne migracije zmogljivosti Big Compute s klasičnih na kvantne računalnike Univerze v Hullu. Big Compute je Zapatin izraz za tržno kategorijo za heterogene in porazdeljene računalniške vire, potrebne za reševanje računalniško najbolj zapletenih problemov podjetij in drugih tehnološko naprednih organizacij. Gradi na prejšnjih tehničnih revolucijah, kot sta Big Data in AI, ter izkorišča širok spekter klasičnih (npr. GPE, TPU, CPE), visoko zmogljivih (HPC) in kvantnih računalniških virov (npr. kvantno navdihnjeni računalniki, naprave NISQ, napake -tolerantni kvantni računalniki).
"Obseg tega, kar poskušamo doseči danes, je zastrašujoč," je dejal dr. David Benoit, višji predavatelj molekularne fizike in astrokemije na Univerzi v Hullu. »V vesolju iščemo več kot 16,000 različnih molekul, ki kažejo na življenje, vendar bi lahko naše iskanje znatno povečali s kvantnimi računalniki, saj bodo v prihodnosti postali zmogljivejši. In to moč bomo potrebovali. Tukaj ne iščemo igle v kupu sena. To bi bilo enostavno. Ta trud je bolj podoben iskanju prahu v skladišču po slamici.«
*****
Center za kvantno informacijsko fiziko NYU in partner IBM Quantum za usposabljanje diplomantov in dodiplomskih študentov NYU na področju kvantne informacijske fizike
Center za kvantno informacijsko fiziko Univerze v New Yorku in IBM Quantum, raziskovalna veja tehnološke korporacije, sta vzpostavila partnerstvo za usposabljanje dodiplomskih in diplomantov NYU na področju kvantne informacijske fizike.
IBM Quantum bo zaposlil dodiplomske in podiplomske študente raziskovalce v Centru za kvantno informacijsko fiziko NYU kot plačane pripravnike v podjetju program poletne prakse. Študenti, ki sodelujejo v programu, bodo poletje preživeli v skupnem raziskovanju kvantne informacijske fizike na IBM in NYU.
»Kvantno računalništvo ima potencial za reševanje dragocenih problemov, ki jih klasično računanje ne more rešiti,« pravi Olivia Lanes, raziskovalka IBM Quantum in vodja izobraževanja v Severni Ameriki. »In področje je veliko, veliko bližje uresničitvi tega potenciala, kot mislim, da večina ljudi razume. Ko imate tehnologijo, ki dozoreva tako hitro kot kvantna, potem potrebujete tovrstna industrijsko-akademska partnerstva, da zgradite delovno silo, ki je sposobna učinkovito uporabljati to tehnologijo. NYU že dolgo ogromno prispeva k kvantni informacijski znanosti. Zdaj, po ustanovitvi Centra za kvantno informacijsko fiziko, smo navdušeni, da lahko prispevamo k temu, da njihove študente raziskovalce popeljemo na naslednjo raven.«
*****
Nova shema za popravljanje kvantnih napak
Sangkha Borah, podoktorski raziskovalec v enoti za kvantne stroje, ki jo vodi profesor Jason Twamley na Okinawskem inštitutu za znanost in tehnologijo (OIST) in njuni sodelavci na Trinity College v Dublinu na Irskem in Univerzi Queensland v Brisbanu v Avstraliji, so predlagali novo tehniko kvantne korekcije napak (QEC). Quantum News Briefs povzema spodaj.
"Če lahko ugotovimo, kako natančno izvajati QEC, bomo morda zelo kmalu imeli uporabne kvantne računalnike."
Doseganje QEC vključuje izdelavo zbirke več kubitov z uporabo kvantno mehanske lastnosti, imenovane prepletenost. Za odkrivanje napak, ki se dogajajo v kubitih, mora shema QEC uporabiti vrsto meritev, znanih kot meritve sindroma. Te meritve ocenijo, ali sta dva najbližja sosednja kubita poravnana v isto smer ali ne. Rezultati teh meritev se imenujejo sindromi in na njihovi podlagi je mogoče zaznati napako v kubitih in jo nato popraviti.
Običajno uporabljene sheme QEC so običajno počasne, povzročijo pa tudi hitro izgubo informacij, shranjenih v kubitih, zaradi napak, ki jih ne uspejo ujeti in popraviti v realnem času. Dr. Borah in njegovi kolegi so uporabili pristop, imenovan neprekinjeno merjenje. Takšne meritve je mogoče izvesti veliko hitreje kot običajne projektivne meritve na način, ki je zelo učinkovit z viri. Razvili so shemo QEC, imenovano ocenjevalna shema na podlagi meritev za zvezni kvant Napaka popravek (MBE-CQEC), ki bi lahko hitro in učinkovito zaznal in popravil napake iz delnih meritev s hrupnim sindromom. Postavili so zmogljiv klasični računalnik, ki deluje kot zunanji krmilnik (ali ocenjevalec), ki ocenjuje napake v kvantnem sistemu, popolnoma filtrira hrup in uporablja povratne informacije, da jih popravi.
Celoten trud je bil nedavno objavljen v Physical Review Research.
*****
Bitcoin proti kvantnim računalnikom: CISA opozarja, da bi sodobno šifriranje lahko zlomilo
Kriptovalute, ki uporabljajo sodobne tehnike šifriranja, bi lahko nekega dne zlomili kvantni računalniki, skupaj z drugimi digitalnimi komunikacijami, kot so e-pošta, storitve sporočanja in spletno bančništvo. To je po nedavnem Poročilo CISA objavljeno konec avgusta. Quantum News Briefs povzema nedavno razpravo Jamieja Redmana, vodje novic za Bitcoin.com o nedavni izdaji kvantnega opozorila CISA s strani ameriške vlade in njegovem pomenu za kripto skupnost. Kliknite tukaj, če želite prebrati Redmanov obsežen članek o Bitcoinu.
Agencija ameriške vlade za kibernetsko varnost in varnost infrastrukture (CISA) v svojem poročilu poudarja, da je prehod na postkvantno kriptografijo potreben. "Ne čakajte, da naši nasprotniki začnejo uporabljati kvantne računalnike, da ukrepate," podrobno opisuje poročilo CISA. "Zgodnje priprave bodo zagotovile nemoten prehod na postkvantni kriptografski standard, ko bo na voljo."
veliko ljudi misli, da so vladna opozorila in nedavni na kvantni tehnologiji temelječi dosežki Honeywella, Googla, Microsofta in drugih spodbude, ki jih ljudje potrebujejo, da sprejmejo postkvantno kriptografijo.
Kvantni računalniki uporabljajo zapleteno fiziko za izračun močnih enačb, povezanih z današnjimi sodobnimi kripto in matematičnimi sistemi. Od leta 1998 so se superkvantni računalniki izboljšali z 14 zapletenih kubitov kalcijevih ionov V 2011, 16 superprevodnih kubitov v 2018 in 18 zapletenih kubitov leta 2018. CISA pravi, da bodo kvantni računalniki ustvarili nove priložnosti, vendar ima tehnologija tudi negativne posledice v smislu varnosti šifriranja.
»Nacionalne države in zasebna podjetja aktivno iščejo zmogljivosti kvantnih računalnikov,« podrobno opisuje poročilo CISA. »Kvantno računalništvo odpira vznemirljive nove možnosti; vendar pa posledice te nove tehnologije vključujejo grožnje trenutnim kriptografskim standardom.«
Številni članki, raziskovalna poročila in mainstream naslovi trdijo, da bo kvantno računalništvo zlomiti vsako sodobno šifriranje in celo napoved prometnih zastojev in nesreč precej preden se zgodijo. Vendar pa so zagovorniki bitcoina ob različnih priložnostih povedali, da je šifriranje SHA256, ki ga uporablja Satoshijeva stvaritev, močan sovražnik postkvantnemu svetu.
*****
Sandra K. Helsel, dr. raziskuje in poroča o mejnih tehnologijah od leta 1990. Ima doktorat znanosti. z Univerze v Arizoni.
