By ซานดรา เฮลเซล โพสต์เมื่อ 21 ก.ย. 2022
สรุปข่าวควอนตัม 21 กันยายน เปิดตัวด้วยข่าวจาก Zapata Computing และ University of Hull เกี่ยวกับความร่วมมือในการสำรวจอวกาศที่พร้อมใช้ควอนตัม ตามมาด้วย Center for Quantum Information Physics ของ NYU และพันธมิตร IBM Quantum เพื่อฝึกอบรมผู้สำเร็จการศึกษาจาก NYU และนักศึกษาระดับปริญญาตรีในสาขา Quantum Information Physics ประการที่สามคือการอภิปรายของ Bitcoin กับคอมพิวเตอร์ควอนตัม: CISA เตือนว่าการเข้ารหัสร่วมสมัยอาจทำลายได้ & อื่น ๆ อีกมากมาย
*****
Zapata Computing และ University of Hull สานต่อความร่วมมือในการสำรวจอวกาศที่พร้อมใช้ควอนตัม
Zapata Computing ประกาศว่าบริษัทมีความก้าวหน้าอย่างมากในภารกิจในการทำให้ University of Hull พร้อมใช้ควอนตัมสำหรับการสำรวจอวกาศในอนาคต Quantum News Briefs สรุปประกาศด้านล่าง
หนึ่งปีในการทำงานร่วมกัน ทั้งสองทีมมีความคืบหน้ามากพอที่จะขยายแผนการขยายการค้นหาตัวบ่งชี้สิ่งมีชีวิตในห้วงอวกาศ
Zapata และมหาวิทยาลัย Hull ร่วมกันพัฒนาเทคนิคใหม่เพื่อประมาณค่าข้อมูลที่มีความหมายจากอุปกรณ์ควอนตัมที่มีเสียงดัง และใช้มันในการคำนวณสเปกตรัมการสั่นของไฮโดรเจนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เทียบเคียงได้กับการจำลองแบบคลาสสิกที่ล้ำสมัย เช่น ตลอดจนผลการทดลอง ผลลัพธ์ที่ได้จากเทคนิคควอนตัมใหม่เหล่านี้สามารถนำไปใช้ในการตรวจจับโมเลกุลไฮโดรเจนในอวกาศได้แล้ว
ความคืบหน้าส่วนใหญ่เกิดจากการที่ University of Hull ประสบความสำเร็จในการโยกย้ายความสามารถด้าน Big Compute จากคลาสสิกเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัม Big Compute เป็นคำศัพท์ของ Zapata สำหรับหมวดหมู่ตลาดสำหรับทรัพยากรการประมวลผลที่แตกต่างกันและแบบกระจาย ซึ่งจำเป็นสำหรับการจัดการปัญหาที่ซับซ้อนที่สุดในการประมวลผลขององค์กรและองค์กรที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอื่นๆ โดยสร้างจากการปฏิวัติทางเทคนิคก่อนหน้านี้ เช่น Big Data และ AI และใช้ประโยชน์จากสเปกตรัมที่หลากหลายของทรัพยากรแบบคลาสสิก (เช่น GPU, TPU, CPU) ประสิทธิภาพสูง (HPC) และการประมวลผลแบบควอนตัม (เช่น คอมพิวเตอร์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากควอนตัม อุปกรณ์ NISQ ความผิดพลาด คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนทาน)
ดร. เดวิด เบอนัวต์ อาจารย์อาวุโสสาขาฟิสิกส์โมเลกุลและเคมีดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยฮัลล์ กล่าวว่า "ขนาดของสิ่งที่เราพยายามทำให้สำเร็จในวันนี้นั้นน่าหวาดหวั่น" “มีโมเลกุลที่บ่งบอกถึงชีวิตที่แตกต่างกันกว่า 16,000 โมเลกุลที่เรากำลังค้นหาในอวกาศ แต่เราสามารถเพิ่มการค้นหาของเราได้อย่างมากด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมเมื่อพวกมันมีพลังมากขึ้นในอนาคต และเราต้องการพลังนั้น เราไม่ได้มองหาเข็มในกองหญ้าที่นี่ นั่นจะเป็นเรื่องง่าย ความพยายามนี้เหมือนกับการมองหาเศษฝุ่นในโกดังผ่านฟาง”
*****
ศูนย์ฟิสิกส์ข้อมูลควอนตัมของ NYU และพันธมิตร IBM Quantum เพื่อฝึกอบรมผู้สำเร็จการศึกษาและนักศึกษาระดับปริญญาตรีจาก NYU ในสาขาฟิสิกส์ข้อมูลควอนตัม
Center for Quantum Information Physics ของมหาวิทยาลัยนิวยอร์กและ IBM Quantum ซึ่งเป็นหน่วยงานวิจัยของบริษัทเทคโนโลยีดังกล่าว ได้จัดตั้งความร่วมมือเพื่อฝึกอบรมนักศึกษาระดับปริญญาตรีและผู้สำเร็จการศึกษาใน NYU ในสาขาฟิสิกส์ข้อมูลควอนตัม
IBM Quantum จะจ้างนักวิจัยนักศึกษาระดับปริญญาตรีและบัณฑิตศึกษาที่ NYU Center for Quantum Information Physics เป็นผู้ฝึกงานที่ได้รับค่าจ้างในบริษัท โครงการฝึกงานภาคฤดูร้อน. นักเรียนที่เข้าร่วมโครงการจะใช้เวลาช่วงฤดูร้อนในการทำวิจัยร่วมกันในฟิสิกส์ข้อมูลควอนตัมที่ IBM และ NYU
“คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีศักยภาพในการแก้ปัญหาอันมีค่าที่ยากต่อการคำนวณแบบคลาสสิก” Olivia Lanes นักวิจัยของ IBM Quantum และผู้นำด้านการศึกษาในอเมริกาเหนือกล่าว “และภาคสนามก็เข้าใกล้การตระหนักถึงศักยภาพนั้นมากขึ้นกว่าที่ฉันคิดว่าคนส่วนใหญ่เข้าใจ เมื่อคุณมีเทคโนโลยีที่พัฒนาได้เร็วพอๆ กับควอนตัม คุณจำเป็นต้องมีความร่วมมือระหว่างอุตสาหกรรมและวิชาการประเภทนี้เพื่อสร้างบุคลากรที่สามารถใช้เทคโนโลยีนั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ NYU เป็นผู้ให้การสนับสนุนด้านวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัมมาอย่างยาวนาน ตอนนี้ หลังจากการเปิดตัว Center for Quantum Information Physics เรารู้สึกตื่นเต้นที่ได้ทำหน้าที่ของเราในการยกระดับนักวิจัยของนักเรียนไปสู่อีกระดับ”
*****
รูปแบบใหม่ในการแก้ไขข้อผิดพลาดทางควอนตัม
Dr. Sangkha Borah นักวิจัยหลังปริญญาเอกใน Quantum Machines Unit นำโดยศาสตราจารย์ Jason Twamley จาก Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) และผู้ทำงานร่วมกันที่ Trinity College ในดับลิน ประเทศไอร์แลนด์ และมหาวิทยาลัย Queensland ในเมืองบริสเบน ประเทศออสเตรเลีย ได้เสนอเทคนิคการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม (QEC) ใหม่ Quantum News Briefs สรุปไว้ด้านล่าง
“หากเราสามารถหาวิธีดำเนินการ QEC ได้อย่างแม่นยำ เราอาจมีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้ในเร็วๆ นี้”
การบรรลุ QEC นั้นเกี่ยวข้องกับการรวบรวมหลาย qubits โดยใช้คุณสมบัติเชิงกลควอนตัมที่เรียกว่า entanglement ในการตรวจจับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นใน qubits แผน QEC ต้องใช้ชุดการวัดที่เรียกว่าการวัดซินโดรม การวัดเหล่านี้จะประเมินว่า qubits เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดสองแถวเรียงตัวในทิศทางเดียวกันหรือไม่ ผลลัพธ์ของการวัดเหล่านี้เรียกว่าซินโดรม และตามค่าเหล่านี้ ข้อผิดพลาดในคิวบิตสามารถตรวจพบและแก้ไขได้ในภายหลัง
แผน QEC ที่ใช้กันทั่วไปมักจะทำงานช้า และยังส่งผลให้ข้อมูลที่จัดเก็บใน qubits สูญหายอย่างรวดเร็วเนื่องจากข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถตรวจจับและแก้ไขตามเวลาจริงได้ ดร. โบราห์และเพื่อนร่วมงานใช้วิธีที่เรียกว่าการวัดอย่างต่อเนื่อง การวัดดังกล่าวสามารถดำเนินการได้รวดเร็วกว่าการวัดแบบฉายภาพทั่วไปด้วยวิธีที่ประหยัดทรัพยากรอย่างมาก พวกเขาพัฒนาโครงร่าง QEC ที่เรียกว่าโครงร่างตัวประมาณการวัดสำหรับควอนตัมต่อเนื่อง ความผิดพลาด การแก้ไข (MBE-CQEC) ซึ่งสามารถตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดจากการตรวจวัดซินโดรมที่มีเสียงดังบางส่วนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ พวกเขาได้ติดตั้งคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกที่ทรงพลังเพื่อทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมภายนอก (หรือตัวประมาณค่า) ที่ประเมินข้อผิดพลาดในระบบควอนตัม กรองสัญญาณรบกวนออกอย่างสมบูรณ์ และนำผลป้อนกลับไปแก้ไข
ความพยายามทั้งหมดได้รับการเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน การวิจัยทบทวนทางกายภาพ
*****
Bitcoin กับคอมพิวเตอร์ควอนตัม: CISA เตือนว่าการเข้ารหัสร่วมสมัยอาจเสียหายได้
Cryptocurrencies ที่ใช้ประโยชน์จากเทคนิคการเข้ารหัสแบบร่วมสมัยอาจถูกทำลายโดยคอมพิวเตอร์ควอนตัมสักวันหนึ่ง ควบคู่ไปกับการสื่อสารดิจิทัลอื่นๆ เช่น อีเมล บริการส่งข้อความ และธนาคารออนไลน์ นั่นเป็นไปตามล่าสุด รายงาน CISA เผยแพร่เมื่อปลายเดือนสิงหาคม Quantum News Briefs สรุปการสนทนาล่าสุดโดย Jamie Redman หัวหน้าฝ่ายข่าวของ Bitcoin.com เกี่ยวกับประเด็นล่าสุดของรัฐบาลสหรัฐฯ เรื่องคำเตือนควอนตัม CISA และความหมายสำหรับชุมชน crypto คลิกที่นี่เพื่ออ่านบทความเกี่ยวกับ Bitcoin ของ Redman
หน่วยงาน Cybersecurity and Infrastructure Security Agency (CISA) ของรัฐบาลสหรัฐฯ เน้นย้ำในรายงานของตนว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้การเข้ารหัสหลังควอนตัม “อย่ารอจนกว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะถูกใช้โดยศัตรูของเราเพื่อดำเนินการ” รายละเอียดรายงานของ CISA “การเตรียมการแต่เนิ่นๆ จะช่วยให้การย้ายไปยังมาตรฐานการเข้ารหัสหลังควอนตัมเป็นไปอย่างราบรื่น เมื่อพร้อมใช้งาน”
หลายคนคิดว่าคำเตือนของรัฐบาลและความสำเร็จทางเทคโนโลยีควอนตัมล่าสุดโดย Honeywell, Google, Microsoft และอื่น ๆ เป็นสิ่งจูงใจที่ผู้คนจำเป็นต้องยอมรับการเข้ารหัสหลังควอนตัม
คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้ฟิสิกส์ที่ซับซ้อนเพื่อคำนวณสมการอันทรงพลังที่เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสลับและระบบคณิตศาสตร์ร่วมสมัยในปัจจุบัน ตั้งแต่ปี 1998 ซูเปอร์ควอนตัมคอมพิวเตอร์ได้รับการปรับปรุงด้วย แคลเซียมไอออน 14 คิวบิตพันกัน ในฮิต, 16 คิวบิตตัวนำยิ่งยวด ใน 2018 และ 18 qubits พันกัน ในปี 2018 CISA กล่าวว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะสร้างโอกาสใหม่ ๆ แต่เทคโนโลยียังนำไปสู่ผลเสียในแง่ของความปลอดภัยการเข้ารหัส
“รัฐชาติและบริษัทเอกชนต่างพยายามแสวงหาความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัม” รายละเอียดรายงานของ CISA “การคำนวณควอนตัมเปิดโอกาสใหม่ที่น่าตื่นเต้น อย่างไรก็ตาม ผลที่ตามมาของเทคโนโลยีใหม่นี้รวมถึงการคุกคามต่อมาตรฐานการเข้ารหัสในปัจจุบัน”
บทความมากมาย รายงานการวิจัย และ พาดหัวข่าวหลัก เรียกร้องการคำนวณควอนตัมจะ ทำลายการเข้ารหัสร่วมสมัยใด ๆ และแม้กระทั่ง พยากรณ์การจราจรติดขัดและอุบัติเหตุ ก่อนที่มันจะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ผู้เสนอ Bitcoin ได้กล่าวหลายครั้งว่าการเข้ารหัส SHA256 ที่ใช้โดยการสร้างของ Satoshi เป็นศัตรูที่น่าเกรงขามต่อโลกหลังควอนตัม
*****
แซนดรา เค. เฮลเซล, Ph.D. ได้ทำการวิจัยและรายงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีชายแดนมาตั้งแต่ปี 1990 เธอสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา
