By Sandra Helsel julkaistu 21
Quantum News Briefs 21. syyskuuta avautuu uutisilla Zapata Computingilta ja University of Hullilta heidän yhteistyöstään kvanttivalmiiden avaruustutkimusten parissa, minkä jälkeen NYU:n Center for Quantum Information Physics & IBM Quantum -kumppani kouluttaa NYU:n tutkinnon suorittaneita ja alakoululaisia kvanttiinformaatiofysiikassa. Kolmas on keskustelu Bitcoinista kvanttitietokoneisiin verrattuna: CISA varoittaa nykyaikaisesta salauksesta, joka voi rikkoutua ja LISÄÄ.
*****
Zapata Computing ja Hullin yliopisto jatkavat yhteistyötä kvanttivalmiiden avaruustutkimusten parissa
Zapata Computing ilmoitti edistyneensä merkittävästi tehtävässään saada Hullin yliopisto kvanttivalmiiksi tulevaa avaruustutkimusta varten. Quantum News Briefs tekee yhteenvedon alla olevasta ilmoituksesta.
Vuoden kuluttua yhteistyöstä molemmat tiimit ovat nähneet tarpeeksi edistystä laajentaakseen suunnitelmiaan laajentaa elämän indikaattoreiden etsintää syvässä avaruudessa.
Zapata ja Hullin yliopisto kehittivät yhdessä uusia tekniikoita merkityksellisten tietojen ekstrapoloimiseksi meluisista kvanttilaitteista ja käyttivät sitä vedyn ro-värähtelyspektrin laskemiseen saadakseen tuloksia, jotka ovat verrattavissa uusimpien klassisten simulaatioiden kanssa. sekä kokeelliset tulokset. Näillä uusilla kvanttitekniikoilla saatuja tuloksia voidaan jo käyttää molekyylivedyn havaitsemiseen avaruudessa.
Suuri osa edistymisestä johtuu Hullin yliopiston onnistuneesta Big Compute -ominaisuuksien siirtämisestä klassisista kvanttitietokoneisiin. Big Compute on Zapatan termi heterogeenisten ja hajautettujen laskentaresurssien markkinakategorialle, jota tarvitaan yritysten ja muiden teknisesti edistyneimpien organisaatioiden laskennallisesti monimutkaisimpiin ongelmiin. Se perustuu aikaisempiin teknisiin vallankumouksiin, kuten Big Data ja AI, ja hyödyntää laajaa kirjoa klassisia (esim. GPU, TPU, CPU), korkean suorituskyvyn (HPC) ja kvanttilaskentaresursseja (esim. kvanttivaikutteiset tietokoneet, NISQ-laitteet, vika -tolerantit kvanttitietokoneet).
"Se, mitä yritämme saavuttaa tänään, on pelottava", sanoi Dr. David Benoit, Hullin yliopiston molekyylifysiikan ja tähtikemian lehtori. "Etsimme avaruudesta yli 16,000 XNUMX erilaista elämää osoittavaa molekyyliä, mutta voisimme lisätä hakujamme merkittävästi kvanttitietokoneiden avulla, kun ne tulevat entistä tehokkaammiksi tulevaisuudessa. Ja me tarvitsemme sitä voimaa. Emme etsi täältä neulaa heinäsuovasta. Se olisi helppoa. Tämä yritys on enemmän kuin pölyhiukkasen etsimistä varastosta oljen läpi."
*****
NYU:n kvanttiinformaatiofysiikan keskus ja IBM Quantum -kumppani kouluttavat NYU:n tutkinnon suorittaneita ja alakoululaisia kvanttiinformaatiofysiikassa
New Yorkin yliopiston kvanttitietofysiikan keskus ja teknologiayhtiön tutkimusosasto IBM Quantum ovat perustaneet kumppanuuden kouluttaakseen NYU:n perustutkinto-opiskelijoita ja valmistuneita kvanttitietofysiikan alalta.
IBM Quantum palkkaa perustutkinto- ja jatko-opiskelijatutkijoita NYU:n kvanttiinformaatiofysiikan keskukseen palkallisiksi harjoittelijoiksi yhtiön palvelukseen. kesäharjoitteluohjelma. Ohjelmaan osallistuvat opiskelijat viettävät kesän tekemällä yhteistä tutkimusta kvanttiinformaatiofysiikan alalla sekä IBM:ssä että NYU:ssa.
"Kvanttilaskenta voi ratkaista arvokkaita ongelmia, jotka ovat vaikeasti ratkaistavissa klassiselle laskennalle", sanoo IBM Quantum -tutkija ja Pohjois-Amerikan koulutusjohtaja Olivia Lanes. ”Ja ala on paljon, paljon lähempänä tämän potentiaalin toteuttamista kuin uskon useimpien ymmärtävän. Kun sinulla on teknologia, joka kypsyy yhtä nopeasti kuin kvantti, tarvitset tällaisia teollisuuden ja akateemisen kumppanuuksia rakentaaksesi työvoimaa, joka pystyy käyttämään tätä tekniikkaa tehokkaasti. NYU on pitkään ollut valtava kvanttitietotieteen edistäjä. Nyt, sen Kvanttiinformaatiofysiikan keskuksen käynnistämisen jälkeen, olemme innoissamme voidessamme tehdä oman osamme viedäksemme heidän opiskelijatutkijansa uudelle tasolle.
*****
Uusi menetelmä kvanttivirheiden korjaamiseksi
Tohtori Sangkha Borah, professori Jason Twamleyn johtama Quantum Machines Unit -tutkija Okinawa Institute of Science and Technologysta (OIST) ja heidän työtoverinsa Trinity Collegessa Dublinissa, Irlannissa ja Queenslandin yliopistossa Brisbanessa, Australiassa, ovat ehdottaneet uutta kvanttivirheen korjaustekniikkaa (QEC). Quantum News Briefs tiivistää alla.
"Jos voimme selvittää, kuinka QEC voidaan suorittaa tarkasti, meillä saattaa olla käyttökelpoisia kvanttitietokoneita hyvin pian."
QEC:n saavuttaminen edellyttää useiden kubittien kokoelman tekemistä käyttämällä kvanttimekaanista ominaisuutta, jota kutsutaan takertumiseksi. QEC-mallin on käytettävä sarja mittauksia, jotka tunnetaan nimellä oireyhtymämittaukset, jotta voidaan havaita kubiteissa tapahtuvia virheitä. Nämä mittaukset arvioivat, onko kaksi lähintä naapurikubittia kohdistettu samaan suuntaan vai ei. Näiden mittausten tuloksia kutsutaan oireyhtymiksi, ja niiden perusteella voidaan havaita ja korjata kubittien virhe.
Yleisesti käytetyt QEC-mallit ovat yleensä hitaita, ja ne johtavat myös kubitteihin tallennetun tiedon nopeaan menetykseen, koska ne eivät pysty havaitsemaan ja korjaamaan reaaliajassa. Tohtori Borah ja hänen kollegansa käyttivät lähestymistapaa, jota kutsutaan jatkuvaksi mittaukseksi. Tällaiset mittaukset voidaan suorittaa paljon nopeammin kuin perinteiset projektiiviset mittaukset erittäin resurssitehokkaalla tavalla. He kehittivät QEC-järjestelmän, jota kutsutaan mittauspohjaiseksi estimaattorikaavioksi jatkuvalle kvantille virhe korjaus (MBE-CQEC), joka voi nopeasti ja tehokkaasti havaita ja korjata osittaisten, meluisten oireyhtymämittausten virheet. He perustavat tehokkaan klassisen tietokoneen toimimaan ulkopuolisena ohjaimena (tai estimaattorina), joka arvioi kvanttijärjestelmän virheet, suodattaa täydellisesti kohinan ja korjaa ne käyttämällä palautetta.
Koko ponnistus julkaistiin äskettäin Physical Review Research.
*****
Bitcoin vs. kvanttitietokoneet: CISA varoittaa, että nykyaikainen salaus voi rikkoutua
Kvanttitietokoneet voivat joskus rikkoa nykyaikaisia salaustekniikoita hyödyntävät kryptovaluutat muun digitaalisen viestinnän, kuten sähköpostin, viestipalvelujen ja verkkopankkitoiminnan, ohella. Näin tuoreen jutun mukaan CISA-raportti julkaistu elokuun lopussa. Quantum News Briefs tiivistää Bitcoin.com-sivuston uutisjohtajan Jamie Redmanin äskettäin käydyn keskustelun Yhdysvaltain hallituksen äskettäin julkaisemasta CISA-kvanttivaroituksesta ja sen merkityksestä kryptoyhteisölle. Napsauta tätä lukeaksesi Redmanin laajan artikkelin Bitcoinista.
Yhdysvaltain hallituksen Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) -yksikkö korostaa raportissaan, että siirtyminen jälkikvanttisalaukseen on välttämätöntä. "Älä odota, kunnes vastustajamme käyttävät kvanttitietokoneita toimiakseen", CISA:n raportissa kerrotaan. "Varhaiset valmistelut varmistavat sujuvan siirtymisen postkvanttisalausstandardiin, kun se on saatavilla."
monet ihmiset ajattelevat, että hallituksen varoitukset ja Honeywellin, Googlen, Microsoftin ja muiden viimeaikaiset kvanttipohjaiset tekniset saavutukset ovat kannustimia, joita ihmiset tarvitsevat omaksuakseen kvanttijälkeisen salauksen.
Kvanttitietokoneet käyttävät monimutkaista fysiikkaa laskeakseen tehokkaita yhtälöitä, jotka liittyvät nykypäivän krypto- ja matemaattisiin järjestelmiin. Vuodesta 1998 lähtien superkvanttitietokoneet ovat kehittyneet 14 kalsiumioni-kubittia sotkeutunut in 2011, 16 suprajohtavaa kubittia in 2018, ja 18 sotkeutunutta kubittia vuonna 2018. CISA sanoo, että kvanttitietokoneet luovat uusia mahdollisuuksia, mutta teknologialla on myös negatiivisia seurauksia salausturvallisuuden kannalta.
"Kansavaltiot ja yksityiset yritykset tavoittelevat aktiivisesti kvanttitietokoneiden ominaisuuksia", CISA:n raportissa kerrotaan. ”Kvanttilaskenta avaa jännittäviä uusia mahdollisuuksia; Tämän uuden teknologian seurauksiin kuuluu kuitenkin uhkia nykyisille salausstandardeille."
Monet artikkelit, tutkimusraportit ja valtavirran otsikoita vaatia kvanttilaskentaa rikkoa kaikki nykyaikainen salaus ja jopa ennustaa liikenneruuhkia ja onnettomuuksia hyvin ennen kuin ne tapahtuvat. Bitcoinin kannattajat ovat kuitenkin sanoneet useaan otteeseen, että Satoshin luomuksen käyttämä SHA256-salaus on valtava vihollinen post-kvanttimaailmaa vastaan.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. on tutkinut ja raportoinut huipputeknologioista vuodesta 1990 lähtien. Hän on koulutukseltaan tohtori. Arizonan yliopistosta.
