By Sandra Helsel đăng ngày 21 tháng 2022 năm XNUMX
Tóm tắt tin tức lượng tử ngày 21 tháng XNUMX mở đầu bằng tin tức từ Zapata Computing và Đại học Hull về sự hợp tác của họ trong việc khám phá không gian sẵn sàng cho lượng tử, sau đó là Trung tâm Vật lý Thông tin Lượng tử của NYU và đối tác Lượng tử của IBM để đào tạo sinh viên tốt nghiệp và sinh viên đại học NYU về Vật lý Thông tin Lượng tử. Thứ ba là cuộc thảo luận về Bitcoin so với máy tính lượng tử: CISA cảnh báo mã hóa hiện đại có thể bị phá vỡ & NHIỀU HƠN NỮA.
*****
Zapata Computing và Đại học Hull tiếp tục hợp tác khám phá không gian sẵn sàng lượng tử
Zapata Computing thông báo rằng họ đã đạt được bước tiến quan trọng trong sứ mệnh giúp Đại học Hull sẵn sàng lượng tử cho việc khám phá không gian trong tương lai. Quantum News Briefs tóm tắt thông báo dưới đây.
Sau một năm hợp tác, cả hai nhóm đã đạt được đủ tiến bộ để mở rộng kế hoạch mở rộng tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống trong không gian sâu.
Zapata và Đại học Hull đã cùng nhau phát triển các kỹ thuật mới để ngoại suy dữ liệu có ý nghĩa từ các thiết bị lượng tử ồn ào và sử dụng nó để tính toán phổ dao động quay của hydro để thu được kết quả có thể so sánh với các mô phỏng cổ điển tiên tiến nhất, như cũng như kết quả thực nghiệm. Kết quả thu được bằng các kỹ thuật lượng tử mới này có thể được sử dụng để phát hiện hydro phân tử trong không gian.
Một phần lớn của sự tiến bộ là nhờ sự chuyển đổi thành công các khả năng Điện toán lớn của Đại học Hull từ máy tính cổ điển sang máy tính lượng tử. Điện toán lớn là thuật ngữ của Zapata dành cho danh mục thị trường dành cho các tài nguyên điện toán phân tán và không đồng nhất cần thiết để giải quyết các vấn đề phức tạp nhất về mặt tính toán của doanh nghiệp và các tổ chức công nghệ tiên tiến khác. Nó được xây dựng dựa trên các cuộc cách mạng kỹ thuật trước đây như Dữ liệu lớn và AI, đồng thời tận dụng phổ rộng các tài nguyên cổ điển (ví dụ: GPU, TPU, CPU), hiệu suất cao (HPC) và tài nguyên điện toán lượng tử (ví dụ: máy tính lấy cảm hứng từ lượng tử, thiết bị NISQ, lỗi -máy tính lượng tử có khả năng chịu đựng).
Tiến sĩ David Benoit, giảng viên cao cấp về Vật lý phân tử và Hóa học thiên văn tại Đại học Hull, cho biết: “Quy mô của những gì chúng tôi đang cố gắng thực hiện ngày nay thật đáng kinh ngạc. “Có hơn 16,000 phân tử dấu hiệu sự sống khác nhau mà chúng tôi đang tìm kiếm trong không gian, nhưng chúng tôi có thể tăng cường tìm kiếm một cách đáng kể với máy tính lượng tử khi chúng trở nên mạnh mẽ hơn trong tương lai. Và chúng ta sẽ cần sức mạnh đó. Ở đây chúng tôi không mò kim đáy bể. Điều đó sẽ dễ dàng. Nỗ lực này giống như tìm kiếm một hạt bụi trong nhà kho qua ống hút.”
*****
Trung tâm Vật lý Thông tin Lượng tử của NYU và đối tác Lượng tử của IBM để đào tạo sinh viên tốt nghiệp và sinh viên đại học của NYU về Vật lý Thông tin Lượng tử
Trung tâm Vật lý Thông tin Lượng tử của Đại học New York và IBM Quantum, một bộ phận nghiên cứu của tập đoàn công nghệ, đã thiết lập quan hệ đối tác để đào tạo sinh viên đại học và sinh viên tốt nghiệp NYU về vật lý thông tin lượng tử.
IBM Quantum sẽ thuê các nhà nghiên cứu sinh viên đại học và sau đại học tại Trung tâm Vật lý Thông tin Lượng tử NYU làm thực tập sinh được trả lương trong cơ sở của công ty. chương trình thực tập hè. Các sinh viên tham gia chương trình sẽ dành cả mùa hè để tiến hành nghiên cứu chung về vật lý thông tin lượng tử tại cả IBM và NYU.
Olivia Lanes, nhà nghiên cứu Lượng tử của IBM và lãnh đạo giáo dục Bắc Mỹ, cho biết: “Điện toán lượng tử có tiềm năng giải quyết các vấn đề có giá trị mà tính toán cổ điển không thể xử lý được”. “Và lĩnh vực này đang tiến rất gần đến việc nhận ra tiềm năng đó hơn tôi nghĩ hầu hết mọi người đều hiểu. Khi bạn có một công nghệ phát triển nhanh chóng như lượng tử, thì bạn cần những mối quan hệ đối tác giữa ngành và học thuật này để xây dựng lực lượng lao động có khả năng sử dụng công nghệ đó một cách hiệu quả. NYU từ lâu đã là nơi đóng góp to lớn cho khoa học thông tin lượng tử. Giờ đây, sau khi ra mắt Trung tâm Vật lý Thông tin Lượng tử, chúng tôi rất vui mừng được góp phần đưa các nhà nghiên cứu sinh viên của họ lên một tầm cao mới.”
*****
Một kế hoạch mới để sửa lỗi lượng tử
Tiến sĩ Sangkha Borah, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ thuộc Đơn vị Máy lượng tử do Giáo sư Jason Twamley tại Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST) dẫn đầu và các cộng tác viên của họ tại Đại học Trinity ở Dublin, Ireland và Đại học Queensland ở Brisbane, Úc, đã đề xuất một kỹ thuật sửa lỗi lượng tử (QEC) mới. Bản tóm tắt tin tức lượng tử tóm tắt dưới đây.
“Nếu chúng ta có thể tìm ra cách thực hiện QEC một cách chính xác, chúng ta có thể sẽ sớm có được những chiếc máy tính lượng tử có thể sử dụng được.”
Để đạt được QEC bao gồm việc tạo ra một tập hợp nhiều qubit bằng cách sử dụng một đặc tính cơ học lượng tử gọi là sự vướng víu. Để phát hiện lỗi xảy ra trong qubit, sơ đồ QEC phải áp dụng một loạt phép đo được gọi là phép đo hội chứng. Các phép đo này đánh giá xem hai qubit lân cận gần nhất có được căn chỉnh theo cùng một hướng hay không. Kết quả của các phép đo này được gọi là hội chứng và dựa trên chúng, lỗi trong qubit có thể được phát hiện và sau đó được sửa chữa.
Các sơ đồ QEC thường được sử dụng thường chậm và chúng cũng dẫn đến việc mất thông tin nhanh chóng được lưu trữ trong các qubit do các lỗi mà chúng không thể nắm bắt và sửa trong thời gian thực. Tiến sĩ Borah và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng một phương pháp gọi là đo lường liên tục. Các phép đo như vậy có thể được thực hiện nhanh hơn nhiều so với các phép đo xạ ảnh thông thường theo cách tiết kiệm tài nguyên cao. Họ đã phát triển một sơ đồ QEC được gọi là sơ đồ ước tính dựa trên phép đo cho lượng tử liên tục. lôi hiệu chỉnh (MBE-CQEC), có thể phát hiện và sửa lỗi nhanh chóng và hiệu quả từ các phép đo hội chứng nhiễu từng phần. Họ thiết lập một máy tính cổ điển mạnh mẽ để hoạt động như một bộ điều khiển (hoặc công cụ ước tính) bên ngoài nhằm ước tính các lỗi trong hệ thống lượng tử, lọc nhiễu một cách hoàn hảo và áp dụng phản hồi để sửa chúng.
Nỗ lực hoàn chỉnh gần đây đã được công bố trên Nghiên cứu đánh giá vật lý.
*****
Bitcoin so với máy tính lượng tử: CISA cảnh báo mã hóa hiện đại có thể bị phá vỡ
Các loại tiền điện tử tận dụng các kỹ thuật mã hóa hiện đại có thể bị máy tính lượng tử phá vỡ vào một ngày nào đó, cùng với các phương tiện truyền thông kỹ thuật số khác như email, dịch vụ nhắn tin và ngân hàng trực tuyến. Đó là theo một gần đây Báo cáo CISA được xuất bản vào cuối tháng 8. Bản tóm tắt tin tức lượng tử tóm tắt một cuộc thảo luận gần đây của Jamie Redman, Trưởng nhóm tin tức của Bitcoin.com về vấn đề gần đây của chính phủ Hoa Kỳ về cảnh báo lượng tử CISA và ý nghĩa của nó đối với cộng đồng tiền điện tử. Nhấp vào đây để đọc bài viết mở rộng của Redman về Bitcoin.
Cơ quan Cơ quan An ninh Cơ sở hạ tầng và An ninh mạng (CISA) của chính phủ Hoa Kỳ nhấn mạnh trong báo cáo của mình rằng việc chuyển đổi sang mật mã hậu lượng tử là cần thiết. Báo cáo chi tiết của CISA: “Đừng đợi cho đến khi máy tính lượng tử được đối thủ của chúng ta sử dụng mới hành động”. “Việc chuẩn bị sớm sẽ đảm bảo quá trình di chuyển suôn sẻ sang tiêu chuẩn mật mã hậu lượng tử một khi nó có sẵn.”
nhiều người cho rằng những cảnh báo của chính phủ và những thành tựu công nghệ dựa trên lượng tử gần đây của Honeywell, Google, Microsoft và các hãng khác là động lực để mọi người nắm lấy mật mã hậu lượng tử.
Máy tính lượng tử sử dụng vật lý phức tạp để tính toán các phương trình mạnh mẽ liên quan đến hệ thống toán học và mật mã đương đại ngày nay. Từ năm 1998, máy tính siêu lượng tử đã được cải tiến với 14 qubit ion canxi vướng víu trong 2011, 16 qubit siêu dẫn 2018, và 18 qubit vướng víu vào năm 2018. CISA cho biết máy tính lượng tử sẽ tạo ra những cơ hội mới nhưng công nghệ này cũng dẫn đến những hậu quả tiêu cực về bảo mật mã hóa.
“Các quốc gia và các công ty tư nhân đang tích cực theo đuổi các khả năng của máy tính lượng tử,” báo cáo của CISA nêu chi tiết. “Điện toán lượng tử mở ra những khả năng mới thú vị; tuy nhiên, hậu quả của công nghệ mới này bao gồm các mối đe dọa đối với các tiêu chuẩn mật mã hiện tại ”.
Nhiều bài báo, báo cáo nghiên cứu và tiêu đề chính tuyên bố điện toán lượng tử sẽ phá vỡ bất kỳ mã hóa hiện đại nào và thậm chí cả dự báo tắc đường và tai nạn tốt trước khi chúng xảy ra. Tuy nhiên, những người ủng hộ Bitcoin trong nhiều trường hợp đã nói rằng mã hóa SHA256 được sử dụng bởi sự sáng tạo của Satoshi là một kẻ thù đáng gờm chống lại thế giới hậu lượng tử.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. đã nghiên cứu và báo cáo về các công nghệ biên giới từ năm 1990. Cô có bằng Tiến sĩ. từ Đại học Arizona.
