Quantum News Briefs 14. August: Google Chrome schützt Verschlüsselungsschlüssel vor zukünftigen Quantencomputern; Umweltüberwachung mit Quantensensoren; Das Rensselaer Polytechnic Institute plant den Einsatz des ersten IBM Quantum System One auf einem Universitätscampus + MEHR – Inside Quantum Technology

Quantum-Kurznachrichten vom 14. August:

Google Chrome schützt Verschlüsselungsschlüssel vor zukünftigen Quantencomputern

Google hat mit der Bereitstellung eines hybriden Schlüsselkapselungsmechanismus (KEM) begonnen, um die gemeinsame Nutzung symmetrischer Verschlüsselungsgeheimnisse beim Aufbau sicherer TLS-Netzwerkverbindungen zu schützen. Quantum News Briefs fasst Thomas Claburns Artikel vom 12. August in The A Register zusammen.
Devon O'Brien, technischer Programmmanager für Chrome-Sicherheit, erklärte, dass ab Chrome 116 – fällig im August 15 – Der Browser von Google bietet Unterstützung für X25519Kyber768, ein alphanumerischer Salat, der dringend einen eingängigen Namen braucht.
Der unhandliche Begriff ist eine Verkettung von X25519, ein Algorithmus mit elliptischer Kurve, der derzeit im Schlüsselvereinbarungsprozess zum Aufbau einer sicheren TLS-Verbindung verwendet wird, und Kyber-768, ein quantenresistentes KEM im letzten Jahr gewonnen NISTs Segen für postquantum Kryptographie.
Google setzt eine Hybridversion dieser beiden Algorithmen in Chrome ein, um den Web-Giganten, Nutzern seiner Technologie und anderen Netzwerkanbietern zu helfen wie Cloudflare, kann quantenresistente Algorithmen testen und gleichzeitig den aktuellen Schutz beibehalten.
Google setzt eine Hybridversion dieser beiden Algorithmen in Chrome ein, um den Web-Giganten, Nutzern seiner Technologie und anderen Netzwerkanbietern zu helfen wie Cloudflare, kann quantenresistente Algorithmen testen und gleichzeitig den aktuellen Schutz beibehalten. Viele sehr kluge Leute glauben, dass Quantencomputer eines Tages in der Lage sein werden, zumindest einige alte Verschlüsselungsschemata zu knacken. Dieser Glaube war es, der die US-amerikanische technische Agentur NIST im Jahr 2016 dazu motivierte fordern zukunftssichere Verschlüsselungsalgorithmen.
„. . .Warum ist es wichtig, heute mit dem Schutz des Verkehrs zu beginnen?“ sagte O'Brien. „Die Antwort ist, dass bestimmte Anwendungen der Kryptografie anfällig für eine Art von Angriff sind Jetzt ernten, später entschlüsseln, in dem heute Daten gesammelt und gespeichert und später entschlüsselt werden, sobald die Kryptoanalyse verbessert wird.“
O'Brien sagt, dass symmetrische Verschlüsselungsalgorithmen, die zum Schutz der in Netzwerken übertragenen Daten verwendet werden, zwar als sicher vor der Quantenkryptanalyse gelten, die Art und Weise, wie die Schlüssel ausgehandelt werden, jedoch nicht. Durch die Unterstützung eines Hybrid-KEM soll Chrome einen stärkeren Schutz gegen zukünftige Quantenangriffe bieten. Klicken Sie hier, um zu lesen Der vollständige A-Register-Artikel.

Umweltüberwachung mit Quantensensoren

Die außergewöhnliche Leistungsfähigkeit von Quantensensoren liegt in ihrer Fähigkeit, Quantenzustände zu manipulieren und zu messen. Sie nutzen Phänomene wie Atomübergänge, Photonendetektion oder Spinmanipulation, um Signale aus der Umgebung zu erfassen und zu interpretieren. Diese Fähigkeit versetzt Quantensensoren in die Lage, die Grenzen der Messgenauigkeit zu verschieben und sie zu unverzichtbaren Werkzeugen für ein breites Spektrum wissenschaftlicher und technischer Anwendungen zu machen. Quantum News Briefs fasst den Artikel vom 7. August zusammen Von Ibtisam Abbas.
Verwendung von Quantensensoren zur Messung des Gravitationsfeldes der Erde
Aufgrund des drängenden Problems des Klimawandels schmelzen die Eiskappen, was zu einem Anstieg des Meeresspiegels führt. Dadurch erfährt das Gravitationsfeld der Erde leichte Veränderungen. A Pionierarbeit hat begonnen, als Ingenieure und Wissenschaftler gemeinsam daran arbeiteten, diesen Wandel mithilfe von Quantensensoren auf der Basis von Photonic Integrated Circuits (PIC) genau zu beurteilen. Diese Sensoren werden aus dem Weltraum eingesetzt und erfassen sehr kleine Gravitationsänderungen, was zu einem höheren Grad an Genauigkeit bei der Vorhersage der kritischsten Klimafaktoren wie der Wärmespeicherung im Meer und der Gefahr von Überschwemmungen führt.
Überwachung der Meeresgravimetrie mithilfe von Quantentechnologien
Schwerkraftmessungen bieten wertvolle Einblicke in die Topographie, die Massenverteilung im Untergrund, die tektonische Struktur, das Schmelzen des Eises, Schwankungen der Wasserspeicherung und mehr, prägen unser Verständnis der Dynamik des Planeten und unterstützen Navigationsalgorithmen. Quantentechnologien verbessern die Präzision in der Meeresgravimetrie und revolutionieren unsere Fähigkeit, schwerkraftbedingte Phänomene abzubilden und zu überwachen.
Mit Quantensensoren die verborgenen Tiefen des Bodens enthüllen
Quantensensoren haben neue Möglichkeiten zur Analyse der Bodenzusammensetzung mit bemerkenswerter Genauigkeit eröffnet. Diese Sensoren können das Vorhandensein verschiedener Elemente und Verbindungen im Boden erkennen und quantifizieren. Diese Fähigkeit ermöglicht es Wissenschaftlern, wertvolle Einblicke in die chemische Zusammensetzung des Bodens zu gewinnen und Nährstoffmängel, Schwermetallverunreinigungen und andere Faktoren zu identifizieren, die sich auf das Pflanzenwachstum und die Umweltgesundheit auswirken.
Klicken Sie hier, um den gesamten AzoQuantum-Artikel zu lesen.

Das Rensselaer Polytechnic Institute plant den Einsatz des ersten IBM Quantum System One auf einem Universitätscampus

Das Rensselaer Polytechnic Institute wird die erste Universität der Welt sein, die über ein IBM Quantum System One verfügt. Quantum News Briefs fasst die Ankündigung zusammen.
Der IBM-Quantencomputer, der im Januar 2024 betriebsbereit sein soll, wird in Zusammenarbeit mit dem Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) als Grundlage für ein neues IBM Quantum Computational Center dienen. Durch die Partnerschaft besteht die Vision von RPI darin, die Bildungserfahrungen und Forschungskapazitäten von Studenten und Forschern am RPI und anderen Institutionen erheblich zu verbessern, die Hauptstadtregion zu einem Top-Standort für Talente zu machen und das Wachstum New Yorks als Technologie-Epizentrum zu beschleunigen.
Der Fortschritt von RPI in der Erforschung von Anwendungen für Quantencomputing wird nach seiner vollständigen Realisierung eine Investition von mehr als 150 Millionen US-Dollar darstellen, unterstützt durch philanthropische Unterstützung von Curtis R. Priem '82, stellvertretender Vorsitzender des Kuratoriums von RPI. Der neue Quantencomputer wird Teil der neuen Curtis Priem Quantum Constellation des RPI sein, einem von der Fakultät ausgestatteten Zentrum für Verbundforschung, Dabei wird die Einstellung zusätzlicher Fakultätsleiter, die das Quantencomputersystem nutzen werden, Vorrang haben.
„Die heutigen Quantencomputer sind neuartige, wissenschaftliche Werkzeuge, mit denen sich Probleme modellieren lassen, die für klassische Systeme äußerst schwierig und vielleicht sogar unmöglich sind, was signalisiert, dass wir jetzt in eine neue Phase der Nützlichkeit des Quantencomputings eintreten“, sagte Darío Gil, Senior Vizepräsident und Direktor von IBM Research. „Wir gehen davon aus, dass diese Zusammenarbeit weiterhin enorme Auswirkungen auf das Wachstum der Region als Innovationskorridor von New York City bis zur Hauptstadtregion haben wird. Wir freuen uns sehr über die Zusammenarbeit mit RPI, während wir das globale Quantenökosystem von morgen weiter fördern.“
RPI blickt auf eine lange Geschichte in der Spitzentechnologie zurück und beherbergt bereits einen der leistungsstärksten Supercomputer der Welt, das Artificial Intelligence Multiprocessing Optimized System (AiMOS). AiMOS ist mit einer Spitzenverarbeitungsgeschwindigkeit von 11.03 PetaFLOPS derzeit der leistungsstärkste private, universitätsbasierte Supercomputer in den Vereinigten Staaten. Der mit IBM POWER9-CPU und NVIDIA-GPU ausgestattete Supercomputer ermöglicht es Benutzern, neue KI-Anwendungen zu erkunden. Klicken Sie hier, um die vollständige Ankündigung zu lesen. 

Ist Quantencomputing die Zukunft der DNA-Analyse?

Die DNA-Sequenzierungstechnologie, also die Bestimmung der Reihenfolge der Nukleotidbasen in einem DNA-Molekül, ist von zentraler Bedeutung für die personalisierte Medizin und Krankheitsdiagnostik, doch selbst die schnellsten Technologien benötigen Stunden oder Tage, um eine vollständige Sequenz zu lesen. Jetzt hat ein multiinstitutionelles Forschungsteam unter der Leitung des Instituts für wissenschaftliche und industrielle Forschung (SANKEN) an der Universität Osaka eine Technik mithilfe der Quantentechnologie entwickelt, die zu einem neuen Paradigma für die Genomanalyse führen könnte. Quantum News Briefs fasst den Artikel der Universität Osaka vom 3. August zusammen.
In einer kürzlich in der veröffentlichten Studie Zeitschrift für Physikalische Chemie B.Ziel der Forscher war es, mithilfe eines Quantencomputers Adenosin von den anderen drei Nukleotidmolekülen zu unterscheiden. Die Verwendung der Quantenkodierung zur Identifizierung einzelner Nukleotidmoleküle ist ein notwendiger erster Schritt auf dem Weg zum ultimativen Ziel der DNA-Sequenzierung, und genau dieses Problem wollten die Forscher angehen.
„Mithilfe einer Quantenschaltung zeigen wir, wie man ein Nukleotid nur aus den Messdaten eines einzelnen Moleküls erkennt“, erklärt Masateru Taniguchi, Erstautor der Studie. „Dies ist das erste Mal, dass ein Quantencomputer mit Messdaten für ein einzelnes Molekül verbunden wird, und zeigt die Machbarkeit des Einsatzes von Quantencomputern in der Genomanalyse.“
Tomofumi Tada, leitender Autor der Studie. „Im vorliegenden Aufbau ist die Unterscheidung von Adenosinmonophosphat von den anderen drei Nukleotiden nicht unbedingt einfach, aber eine DNA-Sequenzierung könnte durch die Entwicklung von Quantengattern auch für diese anderen Nukleotide möglich sein.“
Diese Arbeit hat ein breites und spannendes Anwendungspotenzial: Fortschritte in der Arzneimittelforschung, der Krebsdiagnose und der Erforschung von Infektionskrankheiten sind nur einige Beispiele dafür, was mit dem Aufkommen der ultraschnellen Genomanalyse zu erwarten ist. Klicken Sie hier, um den Originalartikel vollständig zu lesen.

Sandra K. Helsel, Ph.D. forscht und berichtet seit 1990 über Grenztechnologien. Sie hat ihren Ph.D. von der Universität von Arizona.

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• Quelle: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-news-briefs-august-14-google-chrome-to-shield-encryption-keys-from-future-quantum-computers-environmental-monitoring-with-quantum-sensors-rensselaer-polytechnic-institute-plans-to-deploy-fi/