תקציר חדשות קוונטים 21 בספטמבר: Zapata Computing & University of Hull ממשיכים בשיתוף פעולה על חקר חלל מוכן לקוונטי; המרכז לפיסיקת מידע קוונטית של NYU ו-IBM Quantum שותפים להכשרת בוגרים ותואר ראשון ב-NYU בפיזיקה של מידע קוונטי; ביטקוין מול מחשבים קוונטיים: CISA מזהירה שהצפנה עכשווית עלולה להישבר ועוד

תקציר חדשות קוונטים 21 בספטמבר נפתח בחדשות מ-Zapata Computing ואוניברסיטת האל על שיתוף הפעולה שלהם בחקר החלל המוכן לקוונטים ואחריו המרכז לפיסיקת מידע קוונטית של NYU ושותף IBM Quantum להכשיר בוגרים ותואר ראשון ב-NYU בפיזיקה קוונטית מידע. שלישית הוא דיון על ביטקוין מול מחשבים קוונטיים: CISA מזהיר שהצפנה עכשווית עלולה להישבר ועוד.

*****

Zapata Computing ואוניברסיטת האל ממשיכות בשיתוף פעולה בחקר החלל המוכן לקוונטים

Zapata Computing הודיעה כי היא התקדמה משמעותית במשימתה להכשיר את אוניברסיטת האל לחקר החלל העתידי. Quantum News Briefs מסכם את ההודעה להלן.
שנה אחת לתוך שיתוף הפעולה שני הצוותים ראו מספיק התקדמות כדי להרחיב את תוכניותיהם להרחבת החיפוש אחר אינדיקטורים לחיים בחלל העמוק.
יחד, זאפאטה ואוניברסיטת האל פיתחו טכניקות חדשות להפקת נתונים משמעותיים ממכשירי קוונטים רועשים והשתמשו בהם כדי לחשב את הספקטרום הרוטט של מימן כדי להשיג תוצאות הדומות להדמיות הקלאסיות העדכניות ביותר, כמו כמו גם תוצאות הניסוי. התוצאות המתקבלות בטכניקות קוונטיות חדשות אלו כבר יכולות לשמש לזיהוי מימן מולקולרי בחלל.
חלק גדול מההתקדמות נובע מההעברה המוצלחת של אוניברסיטת האל של יכולות Big Compute ממחשבים קלאסיים למחשבים קוונטיים. Big Compute הוא המונח של Zapata לקטגוריית השוק עבור משאבי מחשוב הטרוגניים ומפוזרים הדרושים לטיפול בבעיות המורכבות ביותר מבחינה חישובית של ארגונים וארגונים מתקדמים טכנולוגית אחרים. הוא מתבסס על מהפכות טכניות קודמות כמו ביג דאטה ובינה מלאכותית וממנף ספקטרום רחב של משאבי מחשוב קלאסיים (למשל, GPU, TPU, CPU), ביצועים גבוהים (HPC) ומחשוב קוונטי (למשל, מחשבים בהשראת קוונטים, התקני NISQ, תקלות -מחשבים קוונטיים סובלניים).
"ההיקף של מה שאנחנו מנסים להשיג היום הוא מרתיע", אמר ד"ר דיוויד בנואה, מרצה בכיר לפיזיקה מולקולרית ואסטרוכימיה באוניברסיטת האל. "ישנן למעלה מ-16,000 מולקולות שונות המצביעות על חיים שאנו מחפשים בחלל, אבל נוכל להגדיל את החיפוש שלנו באופן משמעותי עם מחשבים קוונטיים ככל שהם יהיו חזקים יותר בעתיד. ואנחנו נצטרך את הכוח הזה. אנחנו לא מחפשים מחט בערימת שחת כאן. זה יהיה קל. המאמץ הזה דומה יותר לחפש כתם אבק במחסן דרך קש".

*****

המרכז של NYU לפיסיקת מידע קוונטי ו-IBM Quantum שותפים להכשרת בוגרים ותואר ראשון ב-NYU בפיזיקה של מידע קוונטי

המרכז לפיזיקת מידע קוונטית של אוניברסיטת ניו יורק ו-IBM Quantum, זרוע מחקר של תאגיד הטכנולוגיה, הקימו שותפות להכשרת בוגרי תואר ראשון ובוגרי NYU בפיזיקה של מידע קוונטי.
IBM Quantum תשכור חוקרים סטודנטים לתואר ראשון ותואר שני במרכז NYU לפיזיקת מידע קוונטית כמתמחים בשכר בחברה של החברה תוכנית התמחות בקיץ. סטודנטים שישתתפו בתוכנית יעבירו את הקיץ בביצוע מחקר משותף בפיזיקת מידע קוונטי הן ב-IBM והן ב-NYU.
"למחשוב קוונטי יש פוטנציאל לפתור בעיות יקרות ערך שאינן ניתנות לפתרון לחישוב הקלאסי", אומרת חוקר קוונטים של IBM ומנהיגת החינוך בצפון אמריקה, אוליביה ליין. "והתחום הרבה הרבה יותר קרוב למימוש הפוטנציאל הזה ממה שאני חושב שרוב האנשים מבינים. כאשר יש לך טכנולוגיה שמתבגרת מהר כמו הקוונטים, אז אתה צריך סוגים כאלה של שותפויות תעשייתיות-אקדמיות כדי לבנות כוח עבודה שמסוגל לאמץ את הטכנולוגיה הזו ביעילות. NYU כבר זמן רב תורם עצום למדעי המידע הקוונטי. כעת, לאחר השקת המרכז לפיזיקת מידע קוונטית, אנו שמחים לעשות את חלקנו כדי לקחת את החוקרים הסטודנטים שלהם לשלב הבא."

*****

תכנית חדשה לתיקון שגיאות קוונטיות

ד"ר סאנגקה בורה, חוקר פוסט-דוקטורט ביחידה למכונות קוונטיות בראשות פרופסור ג'ייסון טוואמלי במכון למדע וטכנולוגיה באוקינאווה (OIST) ומשתפי הפעולה שלהם בטריניטי קולג' בדבלין, אירלנד, ואוניברסיטת קווינסלנד בבריסביין, אוסטרליה, הציעו טכניקה חדשה לתיקון שגיאות קוונטי (QEC).  תקציר חדשות קוונטים מסכם להלן.
"אם נוכל להבין כיצד לבצע QEC במדויק, ייתכן שיהיו לנו מחשבים קוונטיים שמישים בקרוב מאוד."
השגת QEC כרוכה ביצירת אוסף של קיוביטים מרובים באמצעות תכונה מכנית קוונטית הנקראת הסתבכות. כדי לזהות שגיאות המתרחשות בקיוביטים, סכימת QEC חייבת ליישם סדרה של מדידות המכונה מדידות תסמונת. מדידות אלה מעריכות אם שני קיוביטים שכנים הקרובים ביותר מיושרים לאותו כיוון או לא. תוצאות המדידות הללו נקראות תסמונות, ועל סמך אותן ניתן לזהות את השגיאה בקיוביטים ולתקן לאחר מכן.
סכימות QEC הנפוצות הן בדרך כלל איטיות, והן גם גורמות לאובדן מהיר של מידע המאוחסן בקיוביטים עקב שגיאות שהם לא מצליחים לתפוס ולתקן בזמן אמת. ד"ר בורה ועמיתיו השתמשו בגישה שנקראת מדידה רציפה. מדידות כאלה יכולות להתבצע הרבה יותר מהר מאשר מדידות השלכה קונבנציונליות בצורה חסכונית ביותר במשאבים. הם פיתחו סכימת QEC שנקראת ערכת אומדן מבוסס מדידה עבור קוונטי רציף שגיאה תיקון (MBE-CQEC), שיוכל לזהות ולתקן במהירות וביעילות שגיאות ממדידות תסמונת חלקית ורועשת. הם הקימו מחשב קלאסי רב עוצמה שיפעל כבקר חיצוני (או הערכה) שאומד שגיאות במערכת הקוונטית, מסנן את הרעש בצורה מושלמת ומחיל משוב כדי לתקן אותן.
המאמץ המלא פורסם לאחרונה ב מחקר סקירה פיזית. 

*****

ביטקוין מול מחשבים קוונטיים: CISA מזהירה שהצפנה עכשווית עלולה להישבר

מטבעות קריפטו הממנפים טכניקות הצפנה עכשוויות עלולים להישבר על ידי מחשבים קוונטיים מתישהו, לצד תקשורת דיגיטלית אחרת כמו דואר אלקטרוני, שירותי הודעות ובנקאות מקוונת. כך על פי דיווח לאחרונה דו"ח CISA פורסם בסוף אוגוסט. Quantum News Briefs מסכם דיון שנערך לאחרונה על ידי ג'יימי רדמן, ראש החדשות של Bitcoin.com על הגיליון האחרון של ממשלת ארה"ב בנושא האזהרה הקוונטית של CISA ומשמעותה עבור קהילת הקריפטו. לחץ כאן כדי לקרוא את המאמר הנרחב של רדמן בביטקוין.
הישות של ממשלת ארה"ב לאבטחת סייבר ותשתיות (CISA) מדגישה בדו"ח שלה כי יש צורך במעבר להצפנה פוסט-קוונטית. "אל תחכו עד שהמחשבים הקוונטים יהיו בשימוש על ידי היריבים שלנו כדי לפעול", מפרט הדו"ח של CISA. "הכנות מוקדמות יבטיחו מעבר חלק לתקן ההצפנה הפוסט-קוונטי ברגע שהוא יהיה זמין."
אנשים רבים חושבים שהאזהרות של הממשלה וההישגים הטכנולוגיים המבוססים על הקוונטים האחרונים של הוניוול, גוגל, מיקרוסופט ואחרות, הם התמריצים שאנשים צריכים לאמץ את ההצפנה הפוסט-קוונטית.
מחשבים קוונטיים משתמשים בפיזיקה מורכבת על מנת לחשב משוואות חזקות הקשורות למערכות הקריפטו והמתמטיות העכשוויות של ימינו. מאז 1998, מחשבי סופר קוונטים השתפרו עם 14 קיוביטים של יוני סידן הסתבכו ב2011, 16 קיוביטים מוליכים-על ב2018, ו 18 קיוביטים מסובכים בשנת 2018. CISA אומרת שמחשבים קוונטיים ייצרו הזדמנויות חדשות אבל הטכנולוגיה מובילה גם להשלכות שליליות במונחים של אבטחת ההצפנה.
"מדינות לאום וחברות פרטיות רודפות באופן פעיל אחר היכולות של מחשבים קוונטיים", מפרט הדו"ח של CISA. "מחשוב קוונטי פותח אפשרויות חדשות ומרגשות; עם זאת, ההשלכות של טכנולוגיה חדשה זו כוללות איומים על תקני ההצפנה הנוכחיים."
מאמרים רבים, דוחות מחקר, ו כותרות מיינסטרים תביעת צוואה במחשוב קוונטי לשבור כל הצפנה עכשווית וגם תחזית פקקים ותאונות הרבה לפני שהם קורים. עם זאת, תומכי הביטקוין אמרו בהזדמנויות שונות שהצפנת SHA256 שהופעלה על ידי יצירתו של סאטושי היא אויב אדיר נגד עולם פוסט-קוונטי.

*****

סנדרה ק. הלסל, Ph.D. חוקרת ומדווחת על טכנולוגיות חזיתיות מאז 1990. יש לה Ph.D. מאוניברסיטת אריזונה.