By Sandra Helsel pubblicato il 21 settembre 2022
Quantum News Briefs 21 settembre si apre con le notizie di Zapata Computing e dell'Università di Hull sulla loro collaborazione sull'esplorazione spaziale quantistica, seguita dal Centro per la fisica dell'informazione quantistica della New York University e dal partner IBM Quantum per formare laureati e studenti universitari della New York University in fisica dell'informazione quantistica. Il terzo è una discussione su Bitcoin e computer quantistici: la CISA avverte che la crittografia contemporanea potrebbe rompersi e ALTRO.
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Zapata Computing e l'Università di Hull continuano la collaborazione sull'esplorazione spaziale quantistica
Zapata Computing ha annunciato di aver compiuto progressi significativi nella sua missione per rendere l’Università di Hull pronta per la futura esplorazione spaziale. Quantum News Briefs riassume l'annuncio di seguito.
Dopo un anno dall’inizio della collaborazione, entrambi i team hanno visto progressi sufficienti per estendere i loro piani per espandere la ricerca di indicatori di vita nello spazio profondo.
Insieme, Zapata e l'Università di Hull hanno sviluppato nuove tecniche per estrapolare dati significativi da dispositivi quantistici rumorosi e li hanno utilizzati per calcolare lo spettro ro-vibrazionale dell'idrogeno per ottenere risultati paragonabili alle simulazioni classiche all'avanguardia, come nonché i risultati sperimentali. I risultati ottenuti con queste nuove tecniche quantistiche possono già essere utilizzati per rilevare l’idrogeno molecolare nello spazio.
Gran parte del progresso è dovuto al successo della migrazione delle capacità di Big Compute da parte dell’Università di Hull dai computer classici a quelli quantistici. Big Compute è il termine usato da Zapata per indicare la categoria di mercato delle risorse informatiche eterogenee e distribuite necessarie per affrontare i problemi computazionalmente più complessi delle imprese e di altre organizzazioni tecnologicamente avanzate. Si basa su precedenti rivoluzioni tecniche come Big Data e AI e sfrutta un ampio spettro di risorse di calcolo classico (ad esempio, GPU, TPU, CPU), ad alte prestazioni (HPC) e quantistico (ad esempio, computer di ispirazione quantistica, dispositivi NISQ, sistemi di guasto -computer quantistici tolleranti).
"La portata di ciò che stiamo cercando di realizzare oggi è scoraggiante", ha affermato il dottor David Benoit, docente di fisica molecolare e astrochimica presso l'Università di Hull. “Ci sono oltre 16,000 diverse molecole indicatrici di vita che stiamo cercando nello spazio, ma potremmo aumentare significativamente la nostra ricerca con i computer quantistici man mano che diventeranno più potenti in futuro. E avremo bisogno di quel potere. Non stiamo cercando un ago in un pagliaio qui. Sarebbe facile. Questo sforzo è più come cercare un granello di polvere in un magazzino attraverso una cannuccia”.
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Il Center for Quantum Information Physics della New York University e IBM Quantum collaborano per formare laureati e studenti universitari della New York University in Fisica dell'informazione quantistica
Il Centro per la fisica dell'informazione quantistica della New York University e IBM Quantum, un ramo di ricerca della società tecnologica, hanno stabilito una partnership per formare studenti universitari e laureati della New York University in fisica dell'informazione quantistica.
IBM Quantum assumerà ricercatori universitari e laureati presso il Centro per la fisica dell'informazione quantistica della New York University come stagisti retribuiti presso l'azienda programma di tirocinio estivo. Gli studenti che parteciperanno al programma trascorreranno l'estate conducendo ricerche congiunte sulla fisica dell'informazione quantistica sia presso IBM che presso la New York University.
“L’informatica quantistica ha il potenziale per risolvere problemi preziosi che sono intrattabili con il calcolo classico”, afferma Olivia Lanes, ricercatrice IBM Quantum e responsabile dell’istruzione in Nord America. “E il campo è molto, molto più vicino alla realizzazione di quel potenziale di quanto penso che la maggior parte delle persone capisca. Quando si dispone di una tecnologia che sta maturando con la stessa rapidità di quella quantistica, allora sono necessari questo tipo di partnership tra settore e mondo accademico per creare una forza lavoro in grado di utilizzare tale tecnologia in modo efficace. La New York University fornisce da tempo un enorme contributo alla scienza dell’informazione quantistica. Ora, in seguito al lancio del suo Centro per la fisica dell’informazione quantistica, siamo entusiasti di fare la nostra parte per portare i loro studenti ricercatori al livello successivo”.
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Un nuovo schema per correggere gli errori quantistici
Il dottor Sangkha Borah, ricercatore post-dottorato presso l'Unità Macchine Quantistiche guidata dal professor Jason Twamley presso l'Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) e i loro collaboratori presso il Trinity College di Dublino, Irlanda, e l'Università del Queensland a Brisbane, Australia, hanno proposto una nuova tecnica di correzione degli errori quantistici (QEC). Quantum News Briefs riassume di seguito.
“Se riusciamo a capire come eseguire con precisione la QEC, molto presto potremmo avere computer quantistici utilizzabili”.
Il raggiungimento della QEC implica la creazione di una raccolta di più qubit utilizzando una proprietà meccanica quantistica chiamata entanglement. Per rilevare gli errori che si verificano nei qubit, uno schema QEC deve applicare una serie di misurazioni note come misurazioni della sindrome. Queste misurazioni valutano se due qubit vicini più vicini sono allineati nella stessa direzione oppure no. I risultati di queste misurazioni sono chiamati sindromi e, in base ad essi, l’errore nei qubit può essere rilevato e successivamente corretto.
Gli schemi QEC comunemente utilizzati sono generalmente lenti e comportano anche una rapida perdita di informazioni archiviate nei qubit a causa di errori che non riescono a rilevare e correggere in tempo reale. Il dottor Borah e i suoi colleghi hanno utilizzato un approccio chiamato misurazione continua. Tali misurazioni possono essere effettuate molto più rapidamente rispetto alle misurazioni proiettive convenzionali e in modo altamente efficiente in termini di risorse. Hanno sviluppato uno schema QEC chiamato schema di stima basato su misurazioni per quantistici continui errore correzione (MBE-CQEC), in grado di rilevare e correggere in modo rapido ed efficiente errori derivanti da misurazioni parziali e rumorose della sindrome. Hanno creato un potente computer classico che agisca come un controllore esterno (o stimatore) che stima gli errori nel sistema quantistico, filtra perfettamente il rumore e applica il feedback per correggerli.
Lo sforzo completo è stato recentemente pubblicato in Ricerca sulla revisione fisica.
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Bitcoin contro computer quantistici: la CISA avverte che la crittografia contemporanea potrebbe rompersi
Le criptovalute che sfruttano le moderne tecniche di crittografia potrebbero un giorno essere violate dai computer quantistici, insieme ad altre comunicazioni digitali come e-mail, servizi di messaggistica e servizi bancari online. Questo secondo un recente Rapporto CISA pubblicato a fine agosto. Quantum News Briefs riassume una recente discussione di Jamie Redman, News Lead di Bitcoin.com sulla recente emissione dell'allarme quantistico CISA da parte del governo degli Stati Uniti e sul suo significato per la comunità crittografica. Clicca qui per leggere l’ampio articolo di Redman su Bitcoin.
L’ente governativo statunitense Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) sottolinea nel suo rapporto che è necessaria una transizione alla crittografia post-quantistica. “Non aspettare che i computer quantistici siano utilizzati dai nostri avversari per agire”, spiega in dettaglio il rapporto della CISA. “I primi preparativi garantiranno una migrazione agevole allo standard di crittografia post-quantistica una volta che sarà disponibile”.
molte persone pensano che gli avvertimenti del governo e i recenti risultati tecnologici basati sulla quantistica di Honeywell, Google, Microsoft e altri siano gli incentivi di cui le persone hanno bisogno per abbracciare la crittografia post-quantistica.
I computer quantistici utilizzano una fisica complessa per calcolare potenti equazioni relative ai sistemi crittografici e matematici contemporanei di oggi. Dal 1998, i super computer quantistici sono migliorati 14 qubit di ioni calcio impigliati in 2011, 16 qubit superconduttori in 2018, e 18 qubit aggrovigliati nel 2018. CISA afferma che i computer quantistici creeranno nuove opportunità, ma la tecnologia porta anche a conseguenze negative in termini di sicurezza della crittografia.
"Gli stati-nazione e le società private stanno attivamente perseguendo le capacità dei computer quantistici", dettagli del rapporto della CISA. “Il calcolo quantistico apre nuove entusiasmanti possibilità; tuttavia, le conseguenze di questa nuova tecnologia includono minacce agli attuali standard crittografici".
Molti articoli, rapporti di ricerca e titoli tradizionali affermare che il calcolo quantistico lo farà rompere qualsiasi crittografia contemporanea e persino prevedere ingorghi e incidenti ben prima che accadano. Tuttavia, i sostenitori di Bitcoin hanno affermato in varie occasioni che la crittografia SHA256 utilizzata dalla creazione di Satoshi è un formidabile nemico contro un mondo post-quantistico.
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Sandra K. Helsel, Ph.D. si occupa di ricerca e reportage sulle tecnologie di frontiera dal 1990. Ha conseguito il dottorato di ricerca. dell'Università dell'Arizona.
