Станислав Страупе Практические квантовые вычисления

Учёные давно ищут надёжный метод фиксации виртуальных частиц без сложного и громоздкого оборудования. «В текущей обстановке публичное распространение информации может обернуться санкционными ограничениями для компаний и вузов», — сказал научный руководитель Центра компетенций НТИ «Квантовые технологии» на базе МГУ Сергей Кулик. Учёные из России продолжают участвовать в совместных проектах с европейскими и американскими учёными, но предпочитают делать это без особенной огласки.

Intel объявила о выпуске 12-кубитного кремниевого чипа Tunnel Falls и его доступности для квантовых исследователей. Используя Tunnel Falls, учёные могут сразу же приступить к экспериментам и расчётам, вместо того чтобы пытаться изготовить свои собственные устройства. В результате становится возможным более широкий спектр исследований, включая изучение основ кубитов и квантовых точек и разработка новых методов работы с устройствами с несколькими кубитами. Например, структура проявила магнетизм без приложения внешнего магнитного поля. Из этого возникает устойчивость кубитов и возможность их связанного или запутанного состояния — всё, что нужно для устойчивых квантовых вычислений.

Вы записаны на курс «Квантовые вычисления» от СПбГУ

Экспериментальные реализации алгоритма оценки фазы и приложения к расчёту молекулярных термов. Ранее похожий эксперимент был поставлен в Германии, однако на самолете находился источник фотонов, а не приемник. По словам физиков, именно в новой постановке эксперимента ключ можно будет успешно генерировать для связи между спутником и самолетом. Преимущество использования спутника в отсутствии естественных помех между отправителем и получателем, например, гораздо более разреженная среда. Мы создали запутанные состояния света, — рассказал Аушалом, — и попытались использовать их в качестве транспортного средства, чтобы проверить, как запутанность работает в реальном мире. Квантовый интернет – это перспективная область, поэтому в США решили увеличить инвестиции в неё.

• Технологии первой квантовой революции применяются в компьютерах, мобильных телефонах, планшетах, цифровых камерах, системах связи, светодиодных лампах, МРТ-сканерах, сканирующих туннельных микроскопах и т.д.
• Решатель работает по единому логическому сценарию, используя вектор переменных и матрицу ограничений.
• В конце октября 2020 года Honeywell представила квантовый компьютер System H1, который имеет 10 кубитов.
• Исследователи обошли эту проблему, используя явление квантовой запутанности, при помощи которого один кубит может делиться информацией с другими кубитами посредством “призрачной” квантовой связи.
• Для выполнения квантовых операций элементы объединяют в многоплечевые интерферометры, заставляющие различные входные лучи света интерферировать друг с другом в соответствующих частях интерферометра.

На опытной 10-кубитовой платформе они смогли взломать 48-битный ключ RSA. Тем самым они предсказали, что использующийся сейчас массово в банковском и других секторах ключ RSA длиной 2048 бит может быть взломан системой из 372 кубитов, а это очень и очень близкое будущее. Другое дело, что для факторизации криптографически значимых (длинных) ключей требуются квантовые системы из сотен тысяч или даже из миллионов кубитов. Маловероятно, что такие квантовые платформы появятся в обозримом будущем. Чувствительные данные можно записать сейчас, а вскрыть через 10 или больше лет.

Квантовый интернет

Разработчик квантовых компьютеров — американская компания IonQ — сообщил о первых опытах имитации мыслительной деятельности человека на квантовых схемах. Задачей эксперимента стало исследование принципиальной возможности запустить на квантовом «железе» модели познания и принятия решений человеком. Первые результаты обнадёживают, о чём компания сообщила в научной публикации. По оценкам ФСБ, на которые http://academgorodok.info/index.php?view=city&ct=8 также ссылается специалист Positive Technologies, российские криптографические алгоритмы в обозримом будущем неподвластны квантовым компьютерам, и пройдёт как минимум сотни лет, прежде чем риски станут актуальными. Эксперты BIS ожидают, что полноценные квантовые компьютеры появятся в течение ближайших 10–15 лет. Они станут самой опасной угрозой для безопасности банковских данных по всему миру.

В связи с тем, что повысить дальность передачи квантовой информации можно, обмениваясь данными не через оптоволоконные кабели, а через спутники связи или при помощи атмосферных лазеров. Успешная реализация этого эксперимента говорит о возможности использования дронов, оснащенных системами, для организации будущих систем мобильной квантовой связи. Метод квантовых распределений ключей использует квантовые явления для гарантии безопасной связи и дает возможность обнаружить двум пользователям присутствие третьей стороны, пытающейся получить информацию о ключе, – сказал глава проекта Тянь Сяохуэй. Это устройство применяет для вычисления не классические алгоритмы, а процессы квантовой природы – квантовые алгоритмы, использующие эффекты квантовой механики, такие как квантовый параллелизм и квантовая запутанность.

QCaaS: что мы знаем о квантовых вычислениях как услуге

На системе Eagle была промоделирована динамика спинов в модели материала с магнитными свойствами. Уметьразбираться в математическом описании квантового алгоритма, разрабатывать собственные квантовые алгоритмы, анализировать применимость квантовых вычислений к конкретной задаче. В этой теме ознакомитесь с математической моделью квантовой информации и квантовых вычислений и поймете, что такое алгоритм для квантового компьютера. В квантовом компьютере для того, чтобы определить текущее состояние системы из N кубитов, нужно знать значения вероятностей нахождения каждого из кубитов в крайнем состоянии. Например, два кубита могут быть в двух состояниях и содержать четыре бита информации. Продолжая этот процесс, получим, что 4 кубита – 16 возможных состояний, а N кубитов содержат 2N бит информации.

Для приема и передачи сигнальных фотонов физики использовали пару моторизированных телескопов. Приемник был установлен на самолете «Твин оттер», облетавшем наземную станцию по дуге или по прямой линии на высоте 1,6 километра. Номинальные расстояния между источником и приемником колебались от 3 до 10 километров. В установке были предприняты методы защиты от простейших атак, в том числе, «Троянских коней». Именно их пытаются получить в голландском подразделении Microsoft в Делфте, где работают несколько холодильных установок стоимостью более $500 тыс. Они охлаждают специальные контуры до сверхнизких температур, при которых появляется возможность получить майорановские фермионы.

Как используются квантовые облачные вычисления?

Это специализированный вычислительный ресурс, на который мы отправляем определенные задачи. Квантовые компьютеры обрабатывают информацию совершенно иначе, чем стандартные бинарные процессы в обычном компьютере. Они используют такие свойства, как «интерференция» , «суперпозиция» и «запутанность» и имеют преимущество при решении определенных видов задач. Аналитики отмечают, что частные инвестиции в отрасль стали в крупных объемах привлекаться с 2018 года, и с тех пор их объем стремительно растет. На рынке появляются новые игроки, и капитализация некоторых из них уже превышает миллиард долларов.

В начале марта 2020 года Honeywell International объявила, что присоединяется к гонке по созданию квантового компьютера. Кроме того, квантовые вычисления помогают предприятиям развивать новые технологии и экологические проекты, а в будущем могут помочь и в принятии инвестиционных решений, отмечают эксперты. Исследователи пояснили, что одной из самых сложных технологических проблем при построении квантового Интернета является проблема передачи квантовых битов по длинным оптическим волокнам. Ранее передача кубитов по оптоволоконным сетям была ограничена небольшой протяженностью сети.