By Σάντρα Χέλσελ δημοσιεύτηκε στις 04 Νοεμβρίου 2022
Quantum News Brief 4 Νοεμβρίου: Η σύμβαση που ανατέθηκε με την ParityQC από το Γερμανικό Κέντρο Αεροδιαστημικής (DLR). Η D-Wave επεκτείνει την επιχειρηματική αξία του πρώτου κβαντικού υβριδικού επιλύτη στη βιομηχανία με νέα χαρακτηριστικά που υποστηρίζουν σταθμισμένους περιορισμούς και τεχνικές προεπίλυσης. Η ερευνητική ομάδα CU Boulder προωθεί την κβαντική ανίχνευση με ένα νέο μοντέλο οπτικών ινών και ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ.
*****
Ανάθεση σύμβασης ParityQC από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο (DLR)
Η ParityQC –η μοναδική εταιρεία κβαντικής αρχιτεκτονικής στον κόσμο– και τέσσερις εταίροι έχουν λάβει σύμβαση από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο (DLR) για την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών παγίδας ιόντων στη Γερμανία. Οι πέντε εταίροι του έργου (ParityQC, eleQtron, NXP® Semiconductors Germany, QUDORA Technologies και Universal Quantum Deutschland) θα κατασκευάσουν πρωτότυπους κβαντικούς υπολογιστές μέσα στα επόμενα τέσσερα χρόνια, ως μέρος της Πρωτοβουλίας Κβαντικών Υπολογιστών DLR. Οι εταιρείες θα εργαστούν σε στενή επαφή μεταξύ τους στα γραφεία και τα εργαστήρια του Κέντρου Καινοτομίας DLR στο Αμβούργο. Οι συμβάσεις ανέρχονται συνολικά σε 208.5 εκατομμύρια ευρώ, καθιστώντας την πρωτοβουλία μία από τις μεγαλύτερες προσπάθειες της Ευρώπης στον κβαντικό υπολογισμό μέχρι σήμερα. Σε μια εποχή που η βιομηχανία κβαντικών υπολογιστών παγκοσμίως αναπτύσσεται με αστραπιαία ταχύτητα, το έργο πρόκειται να αποτελέσει ένα τεράστιο πλεονέκτημα για την ανταγωνιστικότητα της Ευρώπης στον τομέα αυτό.
Το ραντεβού για αυτήν την πρωτοβουλία έρχεται σε μια περίοδο εντυπωσιακής ανάπτυξης για την ParityQC. Στα δυόμισι χρόνια από την ίδρυσή της, η εταιρεία κατάφερε να εξελιχθεί από ένα μικρό spin-off του Πανεπιστημίου του Ίνσμπρουκ σε έναν από τους κύριους παίκτες στον κλάδο των κβαντικών υπολογιστών, ενώ εξακολουθεί να είναι μια εταιρεία που ανήκει αποκλειστικά στην Αυστρία. Στον πυρήνα της τεχνολογίας της ParityQC βρίσκεται η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ParityQC Architecture. Οι δυνατότητές του αναγνωρίστηκαν από νωρίς από τον παγκοσμίου φήμης πρωτοπόρο των μικροεπεξεργαστών Hermann Hauser, ο οποίος είναι επενδυτής της ParityQC. «Η μοναδική αρχιτεκτονική του ParityQC για κβαντικούς υπολογιστές θα θέσει νέα πρότυπα για το πώς θα κατασκευαστούν κβαντικοί υπολογιστές υψηλής κλιμάκωσης μέσα στην επόμενη δεκαετία», δηλώνουν οι Magdalena Hauser και Wolfgang Lechner, συνιδρυτές και διευθύνοντες σύμβουλοι της ParityQC.
Τα έργα θα αναπτυχθούν σε διάφορες φάσεις. Η ParityQC, η NXP Semiconductors και η eleQtron θα εργαστούν πρώτα στο προκαταρκτικό έργο, που περιλαμβάνει την κατασκευή ενός μοντέλου επίδειξης 10 qubit για να αποκτήσουν οι χρήστες εμπειρία με συστήματα παγίδας ιόντων και να προωθήσουν την ανάπτυξή τους.
*****
Το D-Wave επεκτείνει την επιχειρηματική αξία του πρώτου στην βιομηχανία κβαντικής υβριδικής λύσης με νέα χαρακτηριστικά που υποστηρίζουν σταθμισμένους περιορισμούς και τεχνικές προεπίλυσης
Η D-Wave Quantum Inc. ανακοίνωσε δύο βασικές ενημερώσεις στον υβριδικό επιλύτη περιορισμένου τετραγωνικού μοντέλου (CQM) στην υπηρεσία κβαντικού νέφους Leap™. Ο υβριδικός επιλύτης CQM μπορεί να αντιμετωπίσει προβλήματα βελτιστοποίησης εμπορικής κλίμακας σε πραγματικό κόσμο έως και ενός εκατομμυρίου μεταβλητών (συμπεριλαμβανομένων των συνεχών μεταβλητών) και 100,000 περιορισμών. Με τις σημερινές ενημερώσεις, οι επιχειρήσεις μπορούν τώρα να αξιοποιήσουν περαιτέρω τη δύναμη του κβαντικού υπολογισμού για να εκτελέσουν προβλήματα τετραγωνικής βελτιστοποίησης με σταθμισμένους περιορισμούς και να επωφεληθούν από τεχνικές προεπίλυσης που εξορθολογίζουν και απλοποιούν τη διατύπωση προβλημάτων.
Ο ενημερωμένος υβριδικός επίλυσης περιορισμένου τετραγωνικού μοντέλου (CQM) από την D-Wave επιτρέπει στους κβαντικούς προγραμματιστές να μοντελοποιούν με μεγαλύτερη ακρίβεια προβλήματα όπου δεν είναι δυνατό να ικανοποιηθούν όλοι οι περιορισμοί. Επεκτείνει τις περιπτώσεις χρήσης με δυνατότητα διευθυνσιοδότησης σε διάφορους κλάδους, π.χ. logistics (προγραμματισμός εργαζομένων), κατασκευή (συσκευασία δοχείων) και χρηματοοικονομικές υπηρεσίες (βελτιστοποίηση χαρτοφυλακίου).
Εκτός από την υποστήριξη σταθμισμένων περιορισμών, ο ενημερωμένος λύτης CQM εισάγει ένα νέο σύνολο γρήγορων κλασικών αλγορίθμων που μειώνει το μέγεθος του προβλήματος και επιτρέπει την υποβολή μεγαλύτερων μοντέλων στον υβριδικό επιλύτη. Οι τεχνικές Presolve αφαιρούν περιττές μεταβλητές και περιορισμούς για την επίτευξη καθαρότερου συνόλου δεδομένων, με αποτέλεσμα καλύτερες ποιοτικές λύσεις περιορίζοντας το σύνολο/μέγεθος προβλημάτων και απλοποιώντας τη διατύπωση του προβλήματος. Αυτές οι τεχνικές εφαρμόζονται πλέον αυτόματα σε όλα τα προβλήματα CQM στη λύση CQM στο Leap και είναι επίσης διαθέσιμες στο Ocean SDK.
Κάντε κλικ εδώ για να δείτε το πλήρες δελτίο ειδήσεων.
*****
Η Ομάδα Έρευνας Οπτικής και Φωτονικής στο CU Boulder και οι συνεργάτες τους προβλέπουν και επιδεικνύουν σημαντικές προόδους στη βασισμένη σε ίνες, βελτιωμένη σε κβαντική τηλεπισκόπηση και ανίχνευση φωτοευαίσθητων υλικών στο "Ρεαλιστικό μοντέλο ανίχνευσης ενισχυμένης εμπλοκής σε οπτικές ίνες" που δημοσιεύτηκε στο Optics Express νωρίτερα αυτό το χρόνο.
Η ομάδα, υπό την ηγεσία του Alfred και της Betty T. Look, της καθηγήτριας Juliet Gopinath του Τμήματος Ηλεκτρολόγων, Μηχανικών Υπολογιστών και Ενέργειας, μοντελοποίησε την εσωτερική απώλεια, τον εξωτερικό θόρυβο φάσης και την αναποτελεσματικότητα ενός συμβολόμετρου Mach-Zehnder, αλλά χρησιμοποίησε μια πρακτική πηγή ινών που δημιούργησε εμπλεκόμενες καταστάσεις Holland-Burnett από το συμπιεσμένο κενό δύο τρόπων. Αυτό μείωσε σημαντικά τους περιορισμούς της εσωτερικής απώλειας και του θορύβου φάσης και κατέδειξε τα πιθανά κέρδη μιας προσέγγισης ευαισθησίας που βασίζεται σε κβαντικά.
Ενώ τα αποτελέσματα του θορύβου φάσης και των οπτικών απωλειών σε κλασικές και κβαντικές εκδόσεις του αισθητήρα είχαν μοντελοποιηθεί προηγουμένως, η δουλειά της ομάδας Gopinath ήταν μοναδική στο ότι τα ενσωμάτωσε σε ένα ενιαίο μοντέλο.
«Τα ευρήματά μας υπογραμμίζουν ορισμένα λεπτά σημεία σχετικά με την κατασκευή ενός πρακτικού αισθητήρα χρησιμοποιώντας τη γενική τεχνική της συμβολομετρίας μπερδεμένων φωτονίων», είπε ο Κρούπερ. «Επισύραμε επίσης την προσοχή στην ανοιχτή και σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη ιδέα της χρήσης αυτών των μεθόδων ανίχνευσης με αισθητήρες οπτικών ινών, οι οποίες θα διεύρυναν σημαντικά το φάσμα των εφαρμογών της τεχνικής». Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε το πλήρες άρθρο του Phys.Org.
*****
Marie Baca of Semiconductor Engineering έγραψε για θέματα μετα-κβαντικής και προ-κβαντικής ασφάλειας στις 3 Νοεμβρίου. Οι συνοπτικές πληροφορίες του Quantum News συνοψίζουν.
Ειδικοί σε θέματα ασφάλειας λένε ότι οι κυβερνήσεις και οι επιχειρήσεις αρχίζουν να προετοιμάζονται για κρυπτογράφηση σε έναν μετα-κβαντικό κόσμο. Το έργο γίνεται ακόμη πιο δύσκολο γιατί κανείς δεν ξέρει ακριβώς πώς θα λειτουργούν οι μελλοντικές κβαντικές μηχανές, ή ακόμα και ποια υλικά θα χρησιμοποιηθεί.
Η ενσωμάτωση της κβαντικής κρυπτογραφίας αναμένεται να εγκαινιάσει μια νέα εποχή ασφάλειας δεδομένων καθώς οι ειδικοί εξερευνούν τη διανομή κβαντικών κλειδιών (QKD) και άλλες μεθόδους κρυπτογραφίας που βασίζονται στην κβαντική μηχανική.
Η άλλη πλευρά αυτού είναι ότι ορισμένες μέθοδοι κρυπτογράφησης που βασίζονται σε κλασικές αρχές υπολογιστών θα είναι παρωχημένες σε έναν μετα-κβαντικό κόσμο. Αυτό, με τη σειρά του, θα αφήσει αμέτρητα συστήματα ευάλωτα σε επιθέσεις.
Αλλά και οι ανησυχίες είναι πιο άμεσες. Οι ειδικοί προετοιμάζονται για επιθέσεις «συγκομιδή τώρα, αποκρυπτογράφηση αργότερα». Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι απειλές HNDL περιλαμβάνουν χάκερ που συλλέγουν κρυπτογραφημένα δεδομένα τώρα με την υπόθεση ότι περαιτέρω εξελίξεις στον κβαντικό υπολογισμό θα τους επιτρέψουν να αποκρυπτογραφήσουν αυτές τις πληροφορίες στο μέλλον. Πρόσφατο Δημοσκόπηση της Deloitte διαπίστωσαν ότι οι μισοί από τους επαγγελματίες σε οργανισμούς που εξετάζουν τα οφέλη του κβαντικού υπολογισμού πιστεύουν ότι οι οργανισμοί τους κινδυνεύουν από τέτοιες επιθέσεις.
Πολλοί ειδικοί συμφωνούν ότι η λύση είναι η ανάπτυξη μεθόδων κρυπτογράφησης ασφαλών για κβαντική χρήση, αλλά αυτό μπορεί να είναι μια αργή και επίπονη διαδικασία. Η αποτυχία του SIKE, ενός από τα μετα-κβαντικά πρότυπα κρυπτογράφησης που εξετάζονται από το NIST, απέδειξε τόσο τη δυσκολία δημιουργίας τέτοιων προτύπων όσο και την αναγκαιότητα να γίνει αυτό μέσω μιας αυστηρής διαδικασίας. Υπάρχουν δραστηριότητες που μπορούν να ολοκληρώσουν τώρα οι οργανισμοί για να ξεκινήσουν την κβαντική προστασία των δεδομένων τους, όπως η χρήση μεγάλων κλειδιών σε συμμετρικούς κρυπτογραφικούς αλγόριθμους και μεγαλύτερα μεγέθη εξόδου σε αλγόριθμους κατακερματισμού. Η κρυπτογραφική ευελιξία στα πρωτόκολλα και την υλοποίηση θα είναι επίσης χρήσιμη, ενώ η επιτάχυνση υλικού και η υλοποίηση υλικού θα είναι ζωτικής σημασίας. Υπάρχουν επίσης μη κρυπτογραφικά βήματα που πρέπει να ληφθούν, όπως η κρυπτογράφηση μη κρυπτογραφημένων δεδομένων και η εφαρμογή μεθόδων μηδενικής εμπιστοσύνης στο κβαντικό.
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε το αρχικό, εκτενές άρθρο του Bacas.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. ασχολείται με την έρευνα και την αναφορά σε τεχνολογίες αιχμής από το 1990. Έχει το διδακτορικό της. από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.
