Материалы по тегу: квантовые вычисления

22.03.2019 [15:29], Сергей Карасёв

МФТИ сформирует базовую кафедру Российского квантового центра

Московский физико-технический институт (МФТИ) заключил соглашение о создании базовой кафедры с Российским квантовым центром (РКЦ).

Напомним, что РКЦ занимается научными исследованиями в области квантовых систем, а также разработкой высокотехнологичных коммерческих продуктов на основе квантовых технологий.

Создание кафедры МФТИ в РКЦ означает, что студенты вуза смогут ещё во время учёбы начать карьеру исследователя и разработчика в сфере квантовых технологий, а также попробовать себя в практической работе в данной области.

Базовая кафедра в РКЦ создаётся в рамках Физтех-школы физики и исследований имени Ландау. Новая площадка начнёт работу в осеннем семестре 2019–2020 учебного года в рамках бакалавриата, англоязычной магистратуры и аспирантуры.

«У студентов базовой кафедры появится возможность работать на самом современном оборудовании в лабораториях РКЦ, где есть, например, уникальная безмагнитная камера для экспериментов с суперчувствительными магнитными сенсорами, установка для получения конденсата Бозе-Эйнштейна, лаборатории, где изготавливают и изучают оптические микрорезонаторы и установки для квантовой криптографии», — отмечается в сообщении квантового центра. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/984618
21.03.2019 [13:13], Сергей Карасёв

Одобрена дорожная карта развития квантовых вычислений в России

В России одобрена дорожная карта развития технологий квантовой обработки информации, о чём говорится в сообщении Фонда перспективных исследований (ФПИ).

Отмечается, что документ разработан с целью получения в среднесрочной и долгосрочной перспективе практически значимых научно-технических результатов мирового и опережающего уровня в областях квантовых вычислений, квантового моделирования, квантовых коммуникаций и квантовой криптографии.

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. Такие системы теоретически обеспечат колоссальную производительность при решении ряда сложных задач.

Что касается квантовой криптографии, то она обеспечит сверхнадёжную передачу данных. Незаметно похитить информацию, передающуюся по квантовым каналам, попросту невозможно в силу законов физики.

Принятая дорожная карта будет способствовать формированию благоприятной среды для развития профессионального сообщества и системной подготовки кадров.

Добавим, что сейчас в нашей стране реализуется совместный проект Фонда перспективных исследований и МГУ им. М.В. Ломоносова по созданию демонстраторов 50-кубитных квантовых компьютеров на основе нейтральных атомов и интегральных оптических схем. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/984555
13.03.2019 [19:00], Геннадий Детинич

Fujitsu представила второе поколение «не-фон-неймановского» компьютера Digital Annealer

Компания Fujitsu одна из немногих, кто приблизился к коммерческой эксплуатации квантовых методов в вычислениях. Более того, в эту среду Fujitsu анонсировала скорую доступность второго поколения фирменных вычислительных платформ с использованием квантовых методов вычислений. Второе поколение архитектуры Digital Annealer, как компания называет свою разработку, будет показано на выставке Hannover Messe 2019 в Ганновере с 1 по 5 апреля 2019 года, после чего начнётся её коммерческая эксплуатация. Первое поколение Fujitsu Digital Annealer, уточним, поступило в эксплуатацию в мае 2018 года.

Теперь поясним. Процессор Digital Annealing Unit (DAU) выпускается в обычном полупроводниковом КМОП техпроцессе. Но DAU не использует архитектуру фон-неймановской логики. Разрядность первого поколения Fujitsu DAU составляла 1024 бит, где каждый бит был связан с другим. Только этот момент роднит разработку Fujitsu с квантовыми вычислителями. У «квантового» процессора Fujitsu нет никаких кубитов и, следовательно, состояния суперпозиции для каждого из них. Зато система спокойно работает при комнатной температуре и не нуждается в охлаждении до абсолютного нуля.

Подчеркнём эти моменты. Fujitsu DAU ― это кремниевый чип с архитектурой, ориентированной для выполнения целого спектра операций по оптимизации, свойственным квантовым процессам. Первое поколение Fujitsu DAU вообще выпускалось на матрицах ПЛИС. Что собой представляет второе поколение процессоров, компания пока не раскрывает. Впрочем, Fujitsu сообщила, что второе поколение процессоров повысило разрядность до 8192 бит. С точки зрения квантовых вычислений это в 100 раз повысило вычислительные возможности платформы.

Как это работает. Метод Digital Annealing ― это так называемый квантовый отжиг или квантовая нормализация. Это как в печке. Зажёг и ждёшь, пока всё сгорит и остынет. Внизу останется то, что не горит ― имеет наименьшее энергетическое состояние. В математике ― это нахождение глобального минимума среди массы других минимумов. Данные обрабатываются параллельно и там, где они находятся без перемещения из памяти в процессор и обратно либо с минимальным перемещением в области одного массива.

С помощью квантового отжига практически мгновенно можно решать задачи по оптимизации маршрута среди множества объектов, которые обязательно необходимо посетить, задачи по оптимизации портфеля акций с минимальным риском размещения инвестиций, поиск молекулярного подобия при разработке лекарств и многое другое, на что привычным компьютерам и суперкомпьютерам потребуется масса вычислительных ресурсов и времени. Подробнее о возможностях на русском можно прочесть на сайте Fujitsu. Мы же добавим, что сервис Digital Annealing доступен по подписке в облачных сервисах компании либо в локальных сервисах с установкой оборудования в обычные серверные стойки.

Постоянный URL: http://servernews.ru/984174
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
Система Orphus