Материалы по тегу: квантовые вычисления

29.01.2019 [13:50], Сергей Карасёв

Успешно испытаны российские решения для квантовой защиты информации

«Ростелеком» отрапортовал о новых достижениях в сфере разработки коммуникационных платформ с технологиями квантовой защиты передаваемой информации.

Речь идёт об использовании отечественных решений и оборудования для организации квантовой защиты передачи данных на действующей волоконно-оптической линии связи (ВОЛС). В исследованиях приняли участие Российский квантовый центр (РКЦ), компании QRate и «С-Терра СиЭсПи».

Технология квантовых коммуникаций основана на использовании фундаментальных законов квантовой физики, которые невозможно обойти. Поэтому такие системы способны обеспечить высочайший уровень безопасности. Дело в том, что осуществить незаметное «прослушивание» канала связи попросту невозможно: любая попытка перехвата данных будет тут же обнаружена и предотвращена. Обеспечивается это за счёт того, что для обмена ключами шифрования в квантовых системах используются одиночные фотоны, состояния которых безвозвратно меняются при попытке вмешательства.

Итак, сообщается, что в ходе испытаний использовались комплекты оборудования QRate и «С-Терра СиЭсПи», которые используют наиболее современные технологические решения как квантового распределения ключей, так и шифрования данных в высоконагруженных каналах. Тестирование выполнялось на действующей ВОЛС компании «Ростелеком», соединяющей дата-центр М10 в Москве и лабораторию университета Сколтех в Сколково.

Испытания показали, что опробованные отечественные решения готовы к полноценному внедрению в повседневную практику. Это приближает появление коммерческих сервисов, основанных на квантовом шифровании передачи критически важных данных. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/981908
22.10.2018 [16:10], Сергей Карасёв

Huawei HiQ: облачная платформа для моделирования квантовых вычислений

Компания Huawei анонсировала облачную сервисную платформу HiQ, которая поможет в развитии концепции квантовых вычислений.

Технология квантовых вычислений способна совершить революцию в области искусственного интеллекта, разработки новых материалов, создания лекарств и пр. Те задачи, на решение которых классическому компьютеру могут потребоваться десятки тысяч лет, квантовый компьютер теоретически сможет решить всего за несколько минут или даже секунд.

Представленная система HiQ призвана ускорить развитие технологий квантовых вычислений. Платформа включает симулятор квантовых вычислений и среду квантового программирования на симуляторе.

Система HiQ способна моделировать квантовые схемы как минимум с 42 квантовыми битами (кубитами) при полном моделировании и как минимум с 81 квантовым битом при одноамплитудном моделировании.

Платформа HiQ обладает распределённой архитектурой и алгоритмическим оптимизатором для преодоления барьеров, связанных с объёмом памяти и задержками передачи в сети.

Появление HiQ — это первый шаг Huawei в направлении исследований и разработок в области квантовых вычислений. «Huawei сделала важный шаг вперёд в разработке новых технологий в области квантовых вычислений. Мы продолжим развивать это направление, при этом платформа Huawei HiQ будет находиться в открытом доступе», — заявляет компания. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/977138
10.08.2018 [09:18], Андрей Крупин

Microsoft открыла программу самостоятельного обучения языку программирования для квантовых вычислений

Компания Microsoft запустила проект с открытым исходным кодом Quantum Katas, предназначенный для самостоятельного изучения нового компьютерного языка Q#, созданного специально для квантовых вычислений.

Quantum Katas представляет собой набор упражнений, каждое из которых предлагает последовательность задач по определённой теме квантовых вычислений, от простых до сложных. Каждая задача требует ввода какого-то кода: для первой задачи может потребоваться лишь одна строка, а для последней — крупный фрагмент кода. Тестирующая среда проверяет решения, обеспечивая обратную связь в режиме реального времени. При удачном решении первой задачи пользователь может перейти к следующей. В противном случае ему предоставляются ссылки на справочные материалы для дополнительного изучения.

Работа с Quantum Katas в Visual Studio

Работа с Quantum Katas в Visual Studio

В настоящий момент в базе знаний Quantum Katas доступны обучающие программы на следующие темы: «Основы квантовых логических элементов (квантовых вентилей)», «Суперпозиция», «Измерения», «Алгоритм Дойча-Йожи». Более подробную информацию по этому проекту можно найти здесь.

Ранее, напомним, Microsoft выпустила бесплатную предварительную версию пакета средств разработки Quantum Development Kit, включающего язык программирования Q#, эмулятор квантовых вычислений и другие ресурсы для всех желающих начать писать приложения для квантового компьютера.

Материалы по теме:

Источник:

Постоянный URL: http://servernews.ru/973828
13.04.2018 [15:28], Сергей Карасёв

Предложен кубит новой конструкции для квантовых компьютеров

Международная группа учёных из России, Великобритании и Германии создала альтернативную конструкцию сверхпроводникового кубита — основы квантовых компьютеров.

Напомним, что квантовые вычислительные системы оперируют квантовыми битами, или кубитами. Они могут одновременно принимать значение и логического ноля, и логической единицы. Поэтому с ростом количества использующихся кубитов число обрабатываемых одновременно значений увеличивается в геометрической прогрессии. А это обеспечивает колоссальную производительность при решении задач определённых типов.

Как теперь сообщается, исследователям удалось создать принципиально новый кубит, основанный не на джозефсоновском переходе, представляющем собой разрыв в сверхпроводнике, а на сплошной сверхпроводящей нано-проволоке. В работе приняли участие отечественные специалисты из Российского квантового центра, НИТУ «МИСиС», МФТИ и Сколтеха, а также их коллеги из Университета Лондона и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне (Великобритания), Университета Карлсруэ и Института фотонных технологий (Германия).

Новый кубит основан на эффекте квантового проскальзывания фазы — контролируемого периодического разрушения и восстановления сверхпроводимости в сверхтонкой (около 4 нм) нано-проволоке, которая в обычном состоянии имеет довольно большое сопротивление.

Ожидается, что новое решение по сравнению с «обычными» кубитами обеспечит не меньшую (а, возможно, даже большую) функциональность и при этом будет гораздо более простым в изготовлении. Подробнее об изысканиях учёных можно узнать здесь

Постоянный URL: http://servernews.ru/968344
11.04.2018 [10:50], Сергей Карасёв

Достижение Microsoft поможет в создании более точного квантового компьютера

Группа исследователей Microsoft из Делфтского технического университета в Нидерландах провела эксперимент, результаты которого помогут в создании квантового компьютера, превосходящего по точности современные решения в десятки тысяч раз.

Специалисты экспериментально подтвердили существование фермиона Майораны. Он уникален тем, что является собственной античастицей и одновременно обладает свойствами полупроводника и суперпроводника. Существование таких частиц впервые рассмотрел итальянский физик Этторе Майорана в 1930-х годах.

Кубиты (квантовые биты) вычислителя, построенного на основе названных частиц, как ожидается, будут менее подвержены внешним влияниям и смогут давать более точные результаты, а значит, показывать большую производительность.

Если учёные преуспеют в создании работающих кубитов на основе фермиона Майораны, то рано или поздно клиенты Microsoft смогут пользоваться ресурсами квантового компьютера через облачную платформу Azure.

Предполагается, что системы нового типа смогут с высочайшей производительностью решать определённые задачи. Это, в частности, расчёты, связанные с криптографией, поиском новых лекарственных препаратов и пр. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/968247
12.03.2018 [15:37], Сергей Карасёв

В России испытано новое решение на базе квантового шифрования

«Сервионика» (ГК «АйТеко») совместно со специалистами компании «Россети», Университета ИТМО и КНИТУ-КАИ испытала прототип комплекса передачи данных с гибридной квантово-классической защитой в телекоммуникационной сети.

Технология квантовых коммуникаций основана на фундаментальных законах физики. Для обмена данными используются одиночные фотоны, состояния которых безвозвратно меняются, как только кто-то попытается перехватить данные. Поэтому незаметно похитить информацию, передающуюся по квантовым каналам, попросту невозможно.

Комплекс, испытания которого были успешно проведены в России, представляет собой два сетевых шлюза, предназначенных для организации прозрачного туннеля с шифрованием AES-256, генерируемым системой квантовой коммуникации. В рамках тестирования использовались два ноутбука, которые были подключены к специальному оборудованию.

Испытания проводились на волоконно-оптической линии протяжённостью около 60 км (с учётом затухания сигнала это эквивалентно 90–100 км). Передача квантовых битов (ключей шифрования) осуществлялась по отдельному оптическому волокну на боковых (поднесущих) частотах в результате фазово-частотной модуляции.

Комплекс позволяет безопасно и с высокой скоростью передавать криптографические ключи для классических средств криптографической защиты информации (СКЗИ), использующих симметричное шифрование (когда для шифрования и дешифрования используется одинаковый ключ). Так как симметричная криптография подразумевает содержание криптографического ключа в секрете, частая его смена затруднительна: в коммерческих СКЗИ ключи обновляются, как правило, раз в год, согласно рекомендациям производителей.

Новый комплекс призван решить проблему безопасной передачи криптографического ключа для обеспечения более частой смены в классических СКЗИ. Это позволит обеспечить безопасность передаваемой информации, в том числе при использовании таких перспективных разработок, как квантовые компьютеры. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/966820
05.03.2018 [12:35], Сергей Карасёв

Россия разработает квантовый компьютер будущего за пять лет

Российские исследователи намерены создать многокубитный квантовый компьютер за пять лет. Об этом сообщает газета «Известия», ссылаясь на информацию, полученную от Фонда перспективных исследований (ФПИ).

В прошлом месяце, напомним, в РФ был сформирован консорциум для создания квантового компьютера будущего. В него вошли ФПИ, Внешэкономбанк, МГУ имени М.В.Ломоносова, компания «ВЭБ Инновации» и АНО «Цифровая экономика». Речь идёт о разработке оптического квантового симулятора на базе двух основных технологий реализации квантовых вычислителей: на основе фотонных чипов и нейтральных атомов.

Сотрудничество между организациями — членами консорциума будет направлено на координирование научно-технических задач, внедрение результатов проектов, а также на развитие научно-исследовательской и технологической инфраструктуры для решения задач, связанных с развитием технологии квантовых вычислений.

Как рассказали в ФПИ, проектируемый квантовый компьютер будет насчитывать 50 кубитов, или квантовых битов. В отличие от традиционных битов, представляющих ноль или единицу, кубиты могут находиться в суперпозиции двух состояний, а значит, могут кодировать промежуточные состояния между логическим нулём и единицей. Таким образом, с ростом количества использующихся квантовых битов число обрабатываемых одновременно значений увеличивается в геометрической прогрессии.

Отмечается, что инвестиции в новый проект составят около 900 млн рублей. Вместе с квантовым компьютером будут создаваться новые алгоритмы для решения конкретных задач.

«Без соответствующего математического обеспечения квантовый компьютер не будет иметь практической значимости. Создание квантовых алгоритмов позволит говорить о принципиально новом качестве решения таких задач большой вычислительной сложности, как моделирование интеллектуальных способностей человека, оптимальное распределение транспортных и логистических потоков, прогнозирование погоды, и других», — говорят специалисты. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/966522
19.02.2018 [16:30], Сергей Карасёв

Россия создаст многокубитный квантовый компьютер

В России сформирован консорциум для создания многокубитного квантового компьютера, который станет одним из самых мощных в мире устройств данного типа.

Квантовые компьютеры состоят из элементарных вычислительных элементов, квантовых битов (кубитов). Если классические биты могут находиться только в двух состояниях (ноль или единица), то кубиты могут находиться в суперпозиции двух состояний, а значит, могут кодировать промежуточные состояния между логическим нулём и единицей.

В проекте по созданию многокубитного квантового компьютера примут участие Внешэкономбанк, «ВЭБ Инновации», Фонд перспективных исследований, МГУ имени М.В.Ломоносова и АНО «Цифровая экономика».

Специалисты займутся разработкой оптического квантового симулятора на основе фотонных чипов и нейтральных атомов. Основными направлениями сотрудничества в рамках соглашения станут обеспечение ресурсной поддержки реализации проекта, координирование научно-технических задач и содействие внедрению полученных результатов.

Кроме того, в рамках реализации проекта будет обеспечено развитие необходимой научно-исследовательской и технологической инфраструктуры, а также проведение консультаций, рабочих встреч и других мероприятий для постановки и выполнения прикладных задач в сфере квантовых технологий.

Новая система будет насчитывать не менее пятидесяти кубитов. Такой компьютер сможет решать некоторые задачи, которые сейчас абсолютно недоступны даже для самых мощных классических суперкомпьютеров. Вычислительные комплексы нового типа могут быть использованы, например, при моделировании передовых промышленных материалов и создании лекарственных препаратов следующего поколения. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/965843
12.12.2017 [14:04], Сергей Карасёв

Microsoft выпустила пакет средств разработки для квантовых компьютеров

Корпорация Microsoft объявила о выпуске бесплатной предварительной версии пакета средств квантовой разработки Quantum Development Kit.

Новый инструментарий ориентирован на разработчиков, желающих научиться программировать на квантовых компьютерах, независимо от их уровня подготовки.

Квантовые компьютеры состоят из элементарных вычислительных элементов, квантовых битов — кубитов. Если классические биты могут находиться только в двух состояниях (ноль или единица), то кубиты могут находиться в суперпозиции двух состояний. Квантовые компьютеры смогут решать некоторые задачи, которые сейчас абсолютно недоступны даже для самых мощных классических суперкомпьютеров.

Пакет Quantum Development Kit включает язык программирования Q#, эмулятор квантовых вычислений и другие ресурсы для людей, желающих начать писать приложения для квантового компьютера. Q# — совершенно новый язык программирования, созданный специально для квантовых вычислений.

Инструментарий тесно интегрирован со средой разработки Microsoft Visual Studio, поэтому некоторые его аспекты будут знакомы тем, кто уже разрабатывает приложения на других языках программирования. Для работы необходим входящий в состав пакета локальный квантовый эмулятор, позволяющий эмулировать около 30 логических кубитов квантовой вычислительной мощности на типичном ноутбуке.

Пакет средств разработки позволит создавать приложения, которые можно уже сейчас запустить на эмуляторе квантового компьютера и которые смогут работать на топологическом квантовом компьютере, разрабатываемом Microsoft для общецелевых квантовых вычислений. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/962782
11.11.2017 [14:27], Геннадий Детинич

IBM сообщила о разработке 50-кубитного квантового компьютера

Компания IBM продолжает двигаться во главе процесса по практической реализации квантовых вычислительных систем. Согласно официальному заявлению компании, в её недрах собран первый в мире прототип 50-кубитного квантового компьютера (процессора). Заявление IBM о первенстве можно оспорить. Летом этого года, например, в Российском квантовом центре представлен 51-кубитный квантовый компьютер, работа всех кубитов которого полностью когерентна (согласована), что важно для целостности полученных в ходе вычисления данных. Но поскольку терминология для квантовых вычислений только-только становится общепринятой на уровне индустриального стандарта, говорить о каждой системе можно только с позиций индивидуальной уникальности. До сравнения платформ дело ещё не дошло.

IBM

IBM

Возвращаясь к квантовым платформам IBM, отметим, что коммерческий запуск 50-кубитной системы пока остаётся под вопросом, хотя испытания прототипа показали соответствие полученных характеристик значениям, добытым на действующих коммерческих квантовых компьютерах IBM Q. Иными словами, прототип работает также хорошо, как коммерческие системы IBM Q. Последние представлены 5-кубитным и 16-кубитным компьютерами, удалённый доступ к которым компания открыла в мае 2016 года. Через облачные сервисы IBM и соответствующее программное обеспечение (QISKit) с открытым кодом воспользоваться квантовым компьютером IBM Q могут все желающие. По словам IBM, за это время сервисом воспользовались свыше 60 000 пользователей со всего мира. На системе IBM Q поставлено свыше 1,7 млн экспериментов и выпущено 35 научных работ. Доступ к системе оформили 1500 университетов, 300 школ и 300 частных исследовательских лабораторий.

До конца 2017 года компания введёт в эксплуатацию и сделает доступной 17-кубитную систему и в течение 2018 года доведёт мощность доступной пользователям квантовой вычислительной системы до 20 кубитов. Когерентное время для всех 20 кубитов составит 90 мкс, чего достаточно для надёжного определения квантовых значений. Добавление в систему поддержки каждого нового кубита (квантового бита) в геометрической прогрессии увеличивает производительность квантовых компьютеров (за счёт принципа суперпозиции, когда значение вычисления одновременно принимает состояние 0 и 1), чего нельзя добиться в случае классических вычислений. Считается, что производительность 50-кубитного компьютера уже не по зубам современным классическим суперкомпьютерам. Во всяком случае, с учётом разумного потребления энергии и стоимости работ.

Следует понимать, что квантовые вычисления пока нацелены на решение специфических задач, таких как молекулярная химия, биология и криптография. Это поиск новых лекарств, расшифровка генома и создание новых материалов, хотя криптография обещает оказаться главенствующей в этом списке. Квантовые вычисления обещают в один день сделать ничем современные методы шифрования. Это ставит под удар национальную безопасность всех без исключения государств и представляется веской причиной создавать квантовые вычислительные системы и изобретать новые методы шифрования. Но это уже другая история.

Постоянный URL: http://servernews.ru/961389
Система Orphus