By Sandra Helsel lagt ut 21. september 2022
Quantum News Briefs 21. september åpner med nyheter fra Zapata Computing og University of Hull om samarbeidet deres om kvanteklar romutforskning etterfulgt av NYUs Center for Quantum Information Physics og IBM Quantum-partner for å trene NYU-studenter og -studenter i Quantum Information Physics. For det tredje er en diskusjon av Bitcoin versus kvantedatamaskiner: CISA advarer om at moderne kryptering kan gå i stykker og MER.
*****
Zapata Computing og University of Hull fortsetter samarbeidet om kvanteklar romutforskning
Zapata Computing kunngjorde at de har gjort betydelige fremskritt i sitt oppdrag for å gjøre University of Hull kvanteklar for fremtidig romutforskning. Quantum News Briefs oppsummerer kunngjøringen nedenfor.
Ett år inn i samarbeidet har begge teamene sett nok fremgang til å utvide planene sine for å utvide søket etter indikatorer på liv i verdensrommet.
Sammen utviklet Zapata og University of Hull nye teknikker for å ekstrapolere meningsfulle data fra støyende kvanteenheter og brukte det til å beregne ro-vibrasjonsspekteret til hydrogen for å oppnå resultater som er sammenlignbare med de moderne klassiske simuleringene, som samt de eksperimentelle resultatene. Resultatene oppnådd med disse nye kvanteteknikkene kan allerede brukes til å oppdage molekylært hydrogen i verdensrommet.
En stor del av fremgangen skyldes University of Hulls vellykkede migrering av Big Compute-funksjoner fra klassiske til kvantedatamaskiner. Big Compute er Zapatas betegnelse for markedskategorien for heterogene og distribuerte dataressurser som trengs for å løse bedriftens og andre teknologisk avanserte organisasjoners mest beregningsmessig komplekse problemer. Den bygger på tidligere tekniske revolusjoner som Big Data og AI og utnytter et bredt spekter av klassiske (f.eks. GPU, TPU, CPU), høyytelses- (HPC) og kvanteberegningsressurser (f.eks. kvante-inspirerte datamaskiner, NISQ-enheter, feil -tolerante kvantedatamaskiner).
"Omfanget av det vi prøver å oppnå i dag er skremmende," sa Dr. David Benoit, universitetslektor i molekylær fysikk og astrokjemi ved University of Hull. "Det er over 16,000 XNUMX forskjellige livsindikerende molekyler som vi leter etter i verdensrommet, men vi kan øke søket vårt betydelig med kvantedatamaskiner etter hvert som de blir kraftigere i fremtiden. Og vi kommer til å trenge den kraften. Vi leter ikke etter en nål i en høystakk her. Det ville vært enkelt. Denne innsatsen er mer som å lete etter et støvkorn i et lager gjennom et sugerør.»
*****
NYUs senter for kvanteinformasjonsfysikk og IBM Quantum-partner for å trene NYU-studenter og -studenter i kvanteinformasjonsfysikk
New York Universitys Center for Quantum Information Physics og IBM Quantum, en forskningsgren av teknologiselskapet, har etablert et partnerskap for å trene NYU-studenter og nyutdannede i kvanteinformasjonsfysikk.
IBM Quantum vil ansette studenter og doktorgradsstudenter ved NYU Center for Quantum Information Physics som betalte praktikanter i selskapets sommer praksisprogram. Studenter som deltar i programmet vil bruke sommeren på å drive felles forskning i kvanteinformasjonsfysikk både ved IBM og NYU.
"Kvantedatabehandling har potensialet til å løse verdifulle problemer som er vanskelige å løse for klassisk beregning," sier IBM Quantum-forsker og utdanningsleder i Nord-Amerika, Olivia Lanes. "Og feltet er mye, mye nærmere å realisere det potensialet enn jeg tror de fleste forstår. Når du har en teknologi som modnes like raskt som quantum er, trenger du denne typen industri-akademiske partnerskap for å bygge en arbeidsstyrke som er i stand til å bruke den teknologien effektivt. NYU har lenge vært en enorm bidragsyter til kvanteinformasjonsvitenskap. Nå, etter lanseringen av Centre for Quantum Information Physics, er vi begeistret over å gjøre vår del for å ta studentforskerne deres til neste nivå.»
*****
Et nytt opplegg for å rette opp kvantefeil
Dr. Sangkha Borah, en postdoktor i Quantum Machines Unit ledet av professor Jason Twamley ved Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) og deres samarbeidspartnere ved Trinity College i Dublin, Irland, og University of Queensland i Brisbane, Australia, har foreslått en ny teknikk for kvantefeilkorreksjon (QEC). Quantum News Briefs oppsummerer nedenfor.
"Hvis vi kan finne ut hvordan vi skal utføre QEC nøyaktig, kan vi ha brukbare kvantedatamaskiner veldig snart."
Å oppnå QEC innebærer å lage en samling av flere qubits ved å bruke en kvantemekanisk egenskap kalt entanglement. For å oppdage feil som skjer i qubitene, må et QEC-skjema bruke en serie målinger kjent som syndrommålinger. Disse målingene vurderer om to nærmeste nabo-qubits er justert i samme retning eller ikke. Resultatene av disse målingene kalles syndromer, og basert på dem kan feilen i qubitene oppdages og deretter korrigeres.
Vanlige QEC-opplegg er vanligvis trege, og de resulterer også i et raskt tap av informasjon som er lagret i qubitene på grunn av feil de ikke klarer å fange opp og korrigere i sanntid. Dr. Borah og hans kolleger brukte en tilnærming kalt kontinuerlig måling. Slike målinger kan utføres mye raskere enn konvensjonelle projektive målinger på en svært ressurseffektiv måte. De utviklet et QEC-skjema kalt målebasert estimatorskjema for kontinuerlig kvante feil korreksjon (MBE-CQEC), som raskt og effektivt kunne oppdage og korrigere feil fra partielle, støyende syndrommålinger. De satte opp en kraftig klassisk datamaskin for å fungere som en ekstern kontroller (eller estimator) som estimerer feil i kvantesystemet, filtrerer ut støyen perfekt og bruker tilbakemelding for å korrigere dem.
Hele innsatsen ble nylig publisert i Physical Review Research.
*****
Bitcoin versus kvantedatamaskiner: CISA advarer om at moderne kryptering kan gå i stykker
Kryptovalutaer som utnytter moderne krypteringsteknikker kan brytes av kvantedatamaskiner en dag, sammen med annen digital kommunikasjon som e-post, meldingstjenester og nettbank. Det er ifølge en fersk CISA-rapport publisert i slutten av august. Quantum News Briefs oppsummerer en nylig diskusjon av Jamie Redman, News Lead for Bitcoin.com om den amerikanske regjeringens siste utgave av CISA-kvantevarselet og dens betydning for kryptosamfunnet. Klikk her for å lese Redmans omfattende artikkel i Bitcoin.
Den amerikanske myndigheten Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) understreker i sin rapport at en overgang til post-kvantekryptografi er nødvendig. "Ikke vent til kvantedatamaskinene er i bruk av våre motstandere med å handle," sier CISAs rapport. "Tidlige forberedelser vil sikre en jevn migrering til post-kvantekryptografistandarden når den er tilgjengelig."
mange mennesker tror at regjeringens advarsler og de nylige kvantebaserte teknologiske prestasjonene fra Honeywell, Google, Microsoft og andre er insentivene folk trenger for å omfavne post-kvantekryptografi.
Kvantedatamaskiner bruker intrikat fysikk for å beregne kraftige ligninger relatert til dagens moderne krypto- og matematiske systemer. Siden 1998 har superkvantedatamaskiner blitt bedre med 14 kalsiumion-qubits viklet inn i 2011, 16 superledende qubits i 2018, og 18 sammenfiltrede qubits i 2018. CISA sier at kvantedatamaskiner vil skape nye muligheter, men teknologien fører også til negative konsekvenser når det gjelder krypteringssikkerhet.
"Nasjonalstater og private selskaper forfølger aktivt evnene til kvantedatamaskiner," detaljer CISAs rapport. «Kvantedatabehandling åpner for spennende nye muligheter; Konsekvensene av denne nye teknologien inkluderer imidlertid trusler mot gjeldende kryptografiske standarder.»
Mange artikler, forskningsrapporter og mainstream overskrifter hevde kvanteberegning vil bryte enhver moderne kryptering Til og med varsler trafikkork og ulykker i god tid før de skjer. Bitcoin-tilhengere har imidlertid sagt ved forskjellige anledninger at SHA256-krypteringen brukt av Satoshis skapelse er en formidabel fiende mot en post-kvanteverden.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. har forsket på og rapportert om frontier-teknologier siden 1990. Hun har sin Ph.D. fra University of Arizona.
