By Sandra Helsel gepostet am 21. September 2022
Quantum News Briefs 21. September beginnt mit Neuigkeiten von Zapata Computing und der University of Hull über ihre Zusammenarbeit bei der quantentauglichen Weltraumforschung, gefolgt vom Center for Quantum Information Physics der NYU und IBM Quantum-Partner zur Ausbildung von Absolventen und Studenten der NYU in Quanteninformationsphysik. Drittens folgt eine Diskussion über Bitcoin im Vergleich zu Quantencomputern: CISA warnt davor, dass moderne Verschlüsselung kaputt gehen könnte und MEHR.
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Zapata Computing und die University of Hull setzen ihre Zusammenarbeit bei der quantentauglichen Weltraumforschung fort
Zapata Computing gab bekannt, dass es bei seiner Mission, die University of Hull quantentauglich für die zukünftige Weltraumforschung zu machen, erhebliche Fortschritte gemacht hat. Quantum News Briefs fasst die Ankündigung unten zusammen.
Ein Jahr nach Beginn der Zusammenarbeit haben beide Teams genügend Fortschritte erzielt, um ihre Pläne zur Ausweitung der Suche nach Indikatoren für Leben im Weltraum auszuweiten.
Gemeinsam entwickelten Zapata und die University of Hull neue Techniken zur Extrapolation aussagekräftiger Daten aus verrauschten Quantengeräten und berechneten damit das Ro-Schwingungsspektrum von Wasserstoff, um Ergebnisse zu erhalten, die mit den hochmodernen klassischen Simulationen vergleichbar sind sowie die experimentellen Ergebnisse. Die mit diesen neuen Quantentechniken erzielten Ergebnisse können bereits zum Nachweis von molekularem Wasserstoff im Weltraum genutzt werden.
Ein großer Teil des Fortschritts ist auf die erfolgreiche Migration der Big-Compute-Fähigkeiten der University of Hull von klassischen auf Quantencomputer zurückzuführen. Big Compute ist Zapatas Bezeichnung für die Marktkategorie für heterogene und verteilte Rechenressourcen, die zur Lösung der rechentechnisch komplexesten Probleme von Unternehmen und anderen technologisch fortschrittlichen Organisationen erforderlich sind. Es baut auf früheren technischen Revolutionen wie Big Data und KI auf und nutzt ein breites Spektrum klassischer (z. B. GPU, TPU, CPU), Hochleistungs- (HPC) und Quantencomputerressourcen (z. B. quanteninspirierte Computer, NISQ-Geräte, Fehler). -tolerante Quantencomputer).
„Das Ausmaß dessen, was wir heute erreichen wollen, ist entmutigend“, sagte Dr. David Benoit, Dozent für Molekularphysik und Astrochemie an der University of Hull. „Es gibt über 16,000 verschiedene Moleküle, die auf Leben hinweisen, nach denen wir im Weltraum suchen, aber wir könnten unsere Suche mit Quantencomputern erheblich steigern, wenn sie in Zukunft leistungsfähiger werden. Und wir werden diese Kraft brauchen. Wir suchen hier nicht nach der Nadel im Heuhaufen. Das wäre einfach. Diese Anstrengung ähnelt eher der Suche nach einem Staubkörnchen in einem Lagerhaus mit einem Strohhalm.“
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Das Zentrum für Quanteninformationsphysik der NYU und IBM Quantum arbeiten zusammen, um Absolventen und Studenten der NYU in Quanteninformationsphysik auszubilden
Das Center for Quantum Information Physics der New York University und IBM Quantum, ein Forschungszweig des Technologiekonzerns, haben eine Partnerschaft geschlossen, um Studenten und Absolventen der NYU in Quanteninformationsphysik auszubilden.
IBM Quantum wird Studenten und Doktoranden am NYU Center for Quantum Information Physics als bezahlte Praktikanten im Unternehmen einstellen Sommerpraktikumsprogramm. Studierende, die an dem Programm teilnehmen, werden den Sommer damit verbringen, gemeinsam an IBM und der NYU in der Quanteninformationsphysik zu forschen.
„Quantencomputing hat das Potenzial, wertvolle Probleme zu lösen, die mit klassischen Berechnungen nicht zu lösen sind“, sagt Olivia Lanes, Quantenforscherin bei IBM und Bildungsleiterin für Nordamerika. „Und das Feld ist der Verwirklichung dieses Potenzials viel, viel näher, als die meisten Menschen meiner Meinung nach verstehen. Wenn Sie über eine Technologie verfügen, die genauso schnell ausgereift ist wie die Quantentechnologie, dann brauchen Sie diese Art von Partnerschaften zwischen Industrie und Wissenschaft, um eine Belegschaft aufzubauen, die in der Lage ist, diese Technologie effektiv einzusetzen. Die NYU leistet seit langem einen enormen Beitrag zur Quanteninformationswissenschaft. Jetzt, nach der Eröffnung des Zentrums für Quanteninformationsphysik, freuen wir uns, unseren Teil dazu beizutragen, ihre studentischen Forscher auf die nächste Stufe zu heben.“
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Ein neues Schema zur Korrektur von Quantenfehlern
Dr. Sangkha Borah, Postdoktorandin in der Quantum Machines Unit unter der Leitung von Professor Jason Twamley am Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) und ihren Mitarbeitern am Trinity College in Dublin, Irland, und der University of Queensland in Brisbane, Australien, haben eine neue Technik zur Quantenfehlerkorrektur (QEC) vorgeschlagen. Die Quantum News Briefs werden unten zusammengefasst.
„Wenn wir herausfinden, wie man QEC genau durchführt, könnten wir schon bald brauchbare Quantencomputer haben.“
Um QEC zu erreichen, muss eine Sammlung mehrerer Qubits mithilfe einer quantenmechanischen Eigenschaft namens Verschränkung erstellt werden. Um Fehler in den Qubits zu erkennen, muss ein QEC-Schema eine Reihe von Messungen durchführen, die als Syndrommessungen bezeichnet werden. Diese Messungen beurteilen, ob zwei Qubits des nächsten Nachbarn in die gleiche Richtung ausgerichtet sind oder nicht. Die Ergebnisse dieser Messungen werden Syndrome genannt und anhand dieser kann der Fehler in den Qubits erkannt und anschließend korrigiert werden.
Häufig verwendete QEC-Verfahren sind in der Regel langsam und führen außerdem zu einem schnellen Verlust der in den Qubits gespeicherten Informationen aufgrund von Fehlern, die sie nicht in Echtzeit erkennen und korrigieren können. Dr. Borah und seine Kollegen verwendeten einen Ansatz namens kontinuierliche Messung. Solche Messungen können deutlich schneller und ressourcenschonender durchgeführt werden als herkömmliche projektive Messungen. Sie entwickelten ein QEC-Schema namens „Measurement-based Estimator Scheme for Continuous Quantum“. Fehler Korrektur (MBE-CQEC), mit der Fehler aus partiellen, verrauschten Syndrommessungen schnell und effizient erkannt und korrigiert werden können. Sie richten einen leistungsstarken klassischen Computer ein, der als externer Controller (oder Schätzer) fungiert, der Fehler im Quantensystem abschätzt, das Rauschen perfekt herausfiltert und Feedback anwendet, um sie zu korrigieren.
Die gesamte Arbeit wurde kürzlich in veröffentlicht Forschung zur körperlichen Überprüfung.
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Bitcoin versus Quantencomputer: CISA warnt davor, dass moderne Verschlüsselung kaputt gehen könnte
Kryptowährungen, die moderne Verschlüsselungstechniken nutzen, könnten eines Tages von Quantencomputern zusammen mit anderen digitalen Kommunikationsmitteln wie E-Mail, Messaging-Diensten und Online-Banking gebrochen werden. Das ist nach einer aktuellen CISA-Bericht Ende August veröffentlicht. Quantum News Briefs fasst eine aktuelle Diskussion von Jamie Redman, dem Nachrichtenleiter von Bitcoin.com, über die jüngste Ausgabe der CISA-Quantenwarnung der US-Regierung und ihre Bedeutung für die Krypto-Community zusammen. Klicken Sie hier, um Redmans ausführlichen Artikel in Bitcoin zu lesen.
Die Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) der US-Regierung betont in ihrem Bericht, dass ein Übergang zur Post-Quanten-Kryptographie notwendig sei. „Warten Sie nicht, bis die Quantencomputer von unseren Gegnern eingesetzt werden, um zu handeln“, heißt es im Bericht von CISA. „Frühzeitige Vorbereitungen werden eine reibungslose Migration zum Post-Quanten-Kryptographiestandard gewährleisten, sobald dieser verfügbar ist.“
Viele Menschen glauben, dass die Warnungen der Regierung und die jüngsten quantenbasierten technologischen Errungenschaften von Honeywell, Google, Microsoft und anderen die Anreize sind, die die Menschen brauchen, um sich der Post-Quanten-Kryptografie zuzuwenden.
Quantencomputer nutzen komplizierte Physik, um leistungsstarke Gleichungen im Zusammenhang mit den heutigen Krypto- und mathematischen Systemen zu berechnen. Seit 1998 haben sich Superquantencomputer verbessert 14 Kalziumionen-Qubits verschränkt in 2011, 16 supraleitende Qubits in 2018 und 18 verschränkte Qubits im Jahr 2018. CISA sagt, dass Quantencomputer neue Möglichkeiten schaffen werden, aber die Technologie führt auch zu negativen Folgen in Bezug auf die Verschlüsselungssicherheit.
„Nationalstaaten und Privatunternehmen verfolgen aktiv die Möglichkeiten von Quantencomputern“, so der CISA-Bericht. „Quantum Computing eröffnet aufregende neue Möglichkeiten; Die Folgen dieser neuen Technologie beinhalten jedoch Bedrohungen für die aktuellen kryptografischen Standards.“
Viele Artikel, Forschungsberichte und Mainstream-Schlagzeilen behaupten, Quantencomputing wird brechen Sie jede zeitgenössische Verschlüsselung und sogar Vorhersage von Staus und Unfällen lange bevor sie passieren. Bitcoin-Befürworter haben jedoch bei verschiedenen Gelegenheiten gesagt, dass die SHA256-Verschlüsselung, die von Satoshis Kreation verwendet wird, ein gewaltiger Feind gegen eine Post-Quanten-Welt ist.
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Sandra K. Helsel, Ph.D. forscht und berichtet seit 1990 über Grenztechnologien. Sie hat ihren Ph.D. von der Universität von Arizona.
