By Sandra Helsel postat 21 september 2022
Quantum News Briefs 21 september öppnar med nyheter från Zapata Computing och University of Hull om deras samarbete kring kvantfärdig rymdutforskning följt av NYU:s Center for Quantum Information Physics & IBM Quantum-partner för att utbilda NYU-studenter och -studenter i Quantum Information Physics. För det tredje är en diskussion om Bitcoin kontra kvantdatorer: CISA varnar för att modern kryptering kan gå sönder och MER.
*****
Zapata Computing och University of Hull fortsätter samarbetet kring kvantfärdig rymdutforskning
Zapata Computing meddelade att de har gjort betydande framsteg i sitt uppdrag att göra University of Hull kvantfärdigt för framtida rymdutforskning. Quantum News Briefs sammanfattar tillkännagivandet nedan.
Ett år in i samarbetet har båda teamen sett tillräckligt med framsteg för att utöka sina planer för att utöka sökandet efter indikatorer på liv i rymden.
Tillsammans utvecklade Zapata och University of Hull nya tekniker för att extrapolera meningsfull data från bullriga kvantenheter och använde den för att beräkna vätgas ro-vibrationsspektrum för att få resultat som är jämförbara med de senaste klassiska simuleringarna, som såväl som de experimentella resultaten. Resultaten som erhålls med dessa nya kvanttekniker kan redan användas för att detektera molekylärt väte i rymden.
En stor del av framstegen beror på University of Hulls framgångsrika migrering av Big Compute-kapacitet från klassiska till kvantdatorer. Big Compute är Zapatas term för marknadskategorin för heterogena och distribuerade beräkningsresurser som behövs för att hantera företag och andra tekniskt avancerade organisationers mest beräkningsmässigt komplexa problem. Den bygger på tidigare tekniska revolutioner som Big Data och AI och utnyttjar ett brett spektrum av klassiska (t.ex. GPU, TPU, CPU), högpresterande (HPC) och kvantberäkningsresurser (t.ex. kvantinspirerade datorer, NISQ-enheter, fel) -toleranta kvantdatorer).
"Omfattningen av det vi försöker åstadkomma idag är skrämmande", säger Dr. David Benoit, universitetslektor i molekylär fysik och astrokemi vid University of Hull. "Det finns över 16,000 XNUMX olika livsindikerande molekyler som vi letar efter i rymden, men vi skulle kunna öka vårt sökande avsevärt med kvantdatorer när de blir kraftfullare i framtiden. Och vi kommer att behöva den kraften. Vi letar inte efter en nål i en höstack här. Det skulle vara lätt. Denna ansträngning är mer som att leta efter en dammfläck i ett lager genom ett sugrör.”
*****
NYU:s Center for Quantum Information Physics och IBM Quantum partner för att utbilda NYU-studenter och studenter i Quantum Information Physics
New York Universitys Center for Quantum Information Physics och IBM Quantum, en forskningsgren inom teknologiföretaget, har etablerat ett partnerskap för att utbilda NYU-studenter och studenter i kvantinformationsfysik.
IBM Quantum kommer att anställa forskare på grundutbildning och doktorand vid NYU Center for Quantum Information Physics som betalda praktikanter i företagets sommar praktikprogram. Studenter som deltar i programmet kommer att tillbringa sommaren med att bedriva gemensam forskning i kvantinformationsfysik vid både IBM och NYU.
"Quantum computing har potential att lösa värdefulla problem som är svårlösta för klassisk beräkning", säger IBM Quantum-forskare och utbildningsledare i Nordamerika, Olivia Lanes. "Och fältet är mycket, mycket närmare att förverkliga den potentialen än vad jag tror att de flesta förstår. När du har en teknik som mognar lika snabbt som quantum är, då behöver du den här typen av industriakademiska partnerskap för att bygga en arbetsstyrka som är kapabel att använda den tekniken effektivt. NYU har länge varit en enorm bidragsgivare till kvantinformationsvetenskap. Nu, efter lanseringen av dess Center for Quantum Information Physics, är vi glada över att kunna göra vår del för att ta deras studentforskare till nästa nivå."
*****
Ett nytt schema för att korrigera kvantfel
Dr. Sangkha Borah, en postdoktor vid kvantmaskinsenheten ledd av professor Jason Twamley vid Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) och deras medarbetare vid Trinity College i Dublin, Irland, och University of Queensland i Brisbane, Australien, har föreslagit en ny teknik för kvantfelskorrigering (QEC). Quantum News Briefs sammanfattar nedan.
"Om vi kan ta reda på hur vi korrekt utför QEC, kan vi ha användbara kvantdatorer mycket snart."
Att uppnå QEC innebär att skapa en samling av flera qubits med hjälp av en kvantmekanisk egenskap som kallas entanglement. För att upptäcka fel som händer i qubits måste ett QEC-schema tillämpa en serie mätningar som kallas syndrommätningar. Dessa mätningar bedömer om två närmaste grann-qubits är inriktade i samma riktning eller inte. Resultaten av dessa mätningar kallas syndrom, och baserat på dem kan felet i qubits detekteras och därefter korrigeras.
Vanligt använda QEC-scheman är vanligtvis långsamma, och de resulterar också i en snabb förlust av information som lagras i qubits på grund av fel som de inte kan fånga och korrigera i realtid. Dr. Borah och hans kollegor använde en metod som kallas kontinuerlig mätning. Sådana mätningar kan utföras mycket snabbare än konventionella projektiva mätningar på ett mycket resurseffektivt sätt. De utvecklade ett QEC-schema som kallas mätningsbaserat estimatorschema för kontinuerligt kvantum fel korrigering (MBE-CQEC), som snabbt och effektivt kunde upptäcka och korrigera fel från partiella, bullriga syndrommätningar. De sätter upp en kraftfull klassisk dator för att fungera som en extern styrenhet (eller estimator) som uppskattar fel i kvantsystemet, filtrerar bort bruset perfekt och använder feedback för att korrigera dem.
Hela insatsen publicerades nyligen i Fysisk granskning Forskning.
*****
Bitcoin kontra kvantdatorer: CISA varnar för att modern kryptering kan gå sönder
Kryptovalutor som utnyttjar samtida krypteringstekniker kan en dag brytas av kvantdatorer, tillsammans med annan digital kommunikation som e-post, meddelandetjänster och onlinebanker. Det är enligt en färsk CISA-rapport publicerades i slutet av augusti. Quantum News Briefs sammanfattar en diskussion nyligen av Jamie Redman, News Lead för Bitcoin.com om den amerikanska regeringens senaste nummer av CISA-kvantvarningen och dess betydelse för kryptogemenskapen. Klicka här för att läsa Redmans omfattande artikel i Bitcoin.
Den amerikanska regeringens enhet för Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) betonar i sin rapport att en övergång till postkvantkryptering är nödvändig. "Vänta inte tills kvantdatorerna används av våra motståndare för att agera", säger CISA:s rapport. "Tidiga förberedelser kommer att säkerställa en smidig migrering till post-kvantkryptografistandarden när den är tillgänglig."
många människor tror att regeringens varningar och de senaste kvantbaserade tekniska landvinningarna av Honeywell, Google, Microsoft och andra är de incitament som människor behöver för att anamma post-kvantkryptografi.
Kvantdatorer använder invecklad fysik för att beräkna kraftfulla ekvationer relaterade till dagens moderna krypto- och matematiska system. Sedan 1998 har superkvantdatorer förbättrats med 14 kalciumjonkvistar intrasslade i 2011, 16 supraledande qubits i 2018, och 18 intrasslade qubits år 2018. CISA säger att kvantdatorer kommer att skapa nya möjligheter men tekniken leder också till negativa konsekvenser när det gäller krypteringssäkerhet.
"Nationsstater och privata företag eftersträvar aktivt kvantdatorernas kapacitet", säger CISA:s rapport. "Kvantberäkning öppnar upp för spännande nya möjligheter; Men konsekvenserna av denna nya teknik inkluderar hot mot de nuvarande kryptografiska standarderna."
Många artiklar, forskningsrapporter och vanliga rubriker göra anspråk på kvantdatorer bryta all modern kryptering och även förutse trafikstockningar och olyckor långt innan de händer. Bitcoin-förespråkare har dock sagt vid olika tillfällen att SHA256-krypteringen som används av Satoshis skapelse är en formidabel fiende mot en post-kvantvärld.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. har forskat och rapporterat om frontier-teknologier sedan 1990. Hon har sin Ph.D. från University of Arizona.
