Российские ученые впервые применили квантовый ИИ для создания лекарств

Друзья, у нас грандиозные новости! Ученые из Российского квантового центра (Александр Гирча, Алексей Боев, Алексей Федоров) и сингапурской компании «Геро» (Константин Авчациов, Петр Федичев) совершили прорыв в медицинской химии! Они впервые использовали квантовые алгоритмы машинного обучения для создания новых химических соединений с потенциальными лекарственными свойствами. Это одно из первых практических применений квантовых компьютеров!

В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, команда показала, как гибридные квантово-классические алгоритмы машинного обучения успешно используются для создания новых молекул, которые могут быть полезными в медицине. Они применяли как обычные компьютеры, так и квантовые, чтобы обнаружить закономерности, связанные с полезными химическими и медицинскими свойствами в созданных алгоритмом химических структурах.

Все созданные алгоритмом молекулы являются новыми и имеют потенциал для патентования!

На сайте Агентства Стратегических инициатив размещена видеозапись доклада лидера рабочей группы "Технологии" проекта "Горизонт-2040" Д. Р. Белоусова на Санкт-Петербургском экономическом форуме (презентация доклада)

Россия – один из ключевых центров развития квантовых технологий, которые открывают новые горизонты в науке и технике. С 9 по 14 июля в Москве впервые пройдет Форум будущих технологий, который станет ежегодной площадкой для обсуждения передовых направлений инновационного вектора развития страны.

Название мероприятия — «Вычисления и связь. Квантовый мир». Основу его деловой программы составят тематические блоки по развитию и применению квантовых технологий и технологий передачи данных в ключевых отраслях:

🔹 ИТ;
🔹 наука;
🔹 промышленность;
🔹 медицина;
🔹 цифровая экономика.

Отдельные дискуссии будут посвящены подготовке кадров, государственному регулированию и инструментам поддержки науки. Открытые дни форума – 13 и 14 июля, когда состоятся панельная дискуссия и публичные доклады.

Форум будущих технологий проводится под эгидой Десятилетия науки и технологий. Оператором мероприятия выступает Фонд Росконгресс при поддержке Минцифры России, РАН, Российского квантового центра.

@roscongress

У нас появилась группа VK 💻

Чтобы всегда оставаться в курсе квантовых новостей, подписывайтесь: https://vk.com/quantradar

AstraZeneca и Sanofi объявили, что будут использовать ИИ и квантовые технологии Google для ускорения открытия новых лекарств

Эти технологии помогут разработать новые молекулы и предсказать свойства новых лекарств.

Одни из преимуществ использования ИИ для открытия новых лекарств - скорость, эффективность и точность.

Компания IBM показала «полезное» квантовое превосходство

💡Что сделали?
Научная группа IBM и Калифорнийского университета в Беркли на 127-кубитном компьютере Eagle воспроизвела физическую модель Изинга, которая, в частности, описывает магнетизм постоянных магнитов. Каждый кубит соответствовал электрону в решетке металла. Результаты совпали с расчетами на классических суперкомпьютерах вплоть до размеров системы в 68 кубит. Более крупную систему суперкомпьютеры рассчитать не могут, а вот квантовые вычисления ученые реализовали на всех 127 кубитах, показав заветное «полезное» превосходство. Полученный результат свидетельствует о полезности квантовых вычислений в доотказоустойчивую эпоху.
Статья опубликована в журнале Nature в июне 2023 года.

🖇 Как удалось?
Используя усовершенствованную технику «подавления ошибок» (error mitigation), ученые компенсировали перманентные шумовые эффекты в кубитах и получили на выходе точные результаты измерений в модели Изинга. Инженеры IBM сначала намеренно усилили шумовые эффекты, затем сравнили результаты измерений процессорного шума на разных уровнях. Далее точно измерили шум в каждом из кубитов. Шум кубита подчинялся предсказуемым закономерностям , которые определяются относительным положением кубита внутри устройства, его микроскопическими дефектами и прочими факторами. По результатам построилиспециальную оценочную функцию, которая выдавалатна выходе данные, близкие к фактическим измерениям. Вычитая шумовые наслоения этой функции, ученые получали точные значения измерений модели.

🖇Технические характеристики и детали
Шумный, 127-кубитный квантовый процессор Eagle запускали в режиме сильной запутанности для измерения точных значений математических ожиданий временной динамики модели Изинга с поперечным полем. В режиме сильной запутанности для временной динамики модели Изинга с поперечным полем квантовый компьютер дает правильные результаты, для которых не работают самые современные классические приближения, такие как методы тензорных сетей.
Детальнее о новой работе IBM и о том, что это значит для современных квантовый вычислений, рассказано в подскасте от Nature.

🖇 Предыстория
В 2019 году компания Google громко заявила о достижении квантового превосходства, однако вскоре подверглась критике: ее квантовый компьютер решал быстрее классических только конкретную, практически незначимую задачу. После этого исследователи пытаются показать «полезное» квантовое превосходство – решать реальные физические проблемы. Несмотря на новый успех IBM, Google уже подготовила ответное превосходство, о котором мы скоро расскажем.

Image credit: The journal Nature June 15, 2023 issue.

Давид и Голиаф: Еще вчера эксперимент IBM был квантовым превосходством, а сегодня уже продемонстрирован эффективный классический алгоритм

Сегодня на архиве вышел препринт коллег из Университета Нью-Йорка и Университета Флэтайрон, в котором предлагается эффективный метод симуляции 127-кубитной динамики, воспроизводящей результаты недавнего эксперимента коллег из IBM. В основе работы используются тензорные сети — один из наиболее эффективных современных методов моделирования квантовых систем, в котором повышающаяся сложность симуляции связана именно с величиной и характером запутанности в квантовой системе. Авторы указывают, что разработанные методы могут иметь более далекоидущие последствия, чем воспроизведение результатов недавнего эксперимента.
Итак, ждем ответа от IBM: возможно, на новом чипе или в более “квантовом” режиме с использованием 127-кубитного процессора.

Недавно появилась новость о том, что к первому российскому квантовому компьютеру смогут подключаться все желающие! Это станет возможным через полтора года с помощью квантовых облачных вычислений.

Руководитель научной группы РКЦ Алексей Федоров и разработчик-исследователь Алена Мастюкова рассказали, для чего это нужно: доступ к квантовым компьютерам поможет оптимизировать логистику и финансы, позволит моделировать технологические процессы и выполнять анализ больших данных в нефтегазовом секторе. Также он пригодится в областях квантовой химии (моделирование новых соединений, поиск новых лекарств), биоинформатики и криптоанализа. А еще квантовые алгоритмы могут быть полезны для создания новых моделей машинного обучения.

Кстати, ученые рассчитывают, что возможность подключения к квантовому компьютеру будет полезна всем — от школьников до разработчиков.

Ждем официального запуска!

Новые оценки для взлома криптографии от PsiQuanutm: 7 миллионов кубитов и 10 минут

По оценке исследователя из PsiQuantum взлома 256-битного ключа на основе эллиптических кривых займет 10 минут с использованием 6000 модулей, в каждом из которых 1152 физических кубита (т.е. речь идет о системе с примерно 7 миллионами физических кубитов) — https://arxiv.org/abs/2306.08585. В основе рассмотрения фотонная платформа на основе интегральной оптики, использующая поверхностные коды коррекции ошибок. Несмотря на то, что квантовый компьютер с 7 миллионами кубитов это не вопрос сегодняшнего дня в квантовых вычислениях, появление таких исследований показывают актуальность “квантовой угрозы”. Появление таких исследований является важным аргументом на пути к внедрению постквантовой криптографии и квантового распределения ключей.

С 9 по 14 июля в Москве пройдет Форум будущих технологий «Вычисления и связь. Квантовый мир».

На пресс-конференции 14 июля на площадке Форума стартует прием заявок на ежегодную национальную премию «ВЫЗОВ».
🔭Цель премии — сделать научные открытия и ученых символами подлинного успеха в современной России, дать дополнительный стимул научному сообществу поднять качество жизни россиян на новый уровень.
🔬Заявки принимаются в четырех номинациях: «Перспектива», «Ученый года», «Инженерное решение» и «Прорыв».

💡Денежная премия составит 10 млн рублей в каждой из четырех номинаций.

💻Аналитики Фонда Росконгресс в статье «Квантовые технологии для государства и бизнеса: настоящее и будущее» выделили основные тезисы о развитии квантовых технологий в России.

В статье освещены главные моменты с панельных дискуссий, прошедших на ПМЭФ-2023. Эксперты отмечают, что квантовые технологии стали актуальны для решения все более сложных задач, стоящих перед человечеством. Также подчеркивается, что Россия находится в числе стран-лидеров по темпам и глубине развития квантовых технологий.

«Поддержка развития квантовых вычислений в России осуществляется в рамках федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации». Основной механизм его реализации — дорожная карта развития высокотехнологичной области «Квантовые вычисления», утверждённая в июле 2020 г. На реализацию программы предусмотрено финансирование в размере 25,8 млрд рублей в течение пяти лет до 2024 г. включительно. В её реализацию включено большое количество российских компаний и научно-исследовательских институтов».

Отмечается, что человечество подошло к порогу второй квантовой революции. Вторая квантовая революция заключается в контроле состояния отдельных квантовых объектов (отдельных фотонов, ионов, атомов, электронов), что поможет развивать и совершенствовать устройства, работающие на основе квантовых эффектов.

Квантовый мост между Россией и Китаем

В ходе международной научной конференции ICQT 2023, которая дала старт Форуму будущих технологий «Вычисления и связь «Квантовый мир», представлена прорывная квантовая технология, способная шифровать данные ключами, стойкость которых гарантируется законами физики.

Участники конференции отметили, что один из наиболее важных вопросов современности — как в приближающейся квантовой эпохе сохранять технологический суверенитет страны и создавать защищенные каналы передачи данных. Появление новых типов угроз, в числе которых наиболее часто упоминаются квантовые компьютеры, требует смены определенных классов криптографических алгоритмов. Среди возможных решений этой проблемы — квантовое распределение ключей (КРК). О таком методе защиты передаваемой информации рассказали ученые Российского квантового центра в докладе о возможностях квантовых коммуникаций, подчеркнув, что данная технология основана на кодировании информации в одиночные квантовые состояния.

Одной из проблем КРК является предельная скорость генерации квантовых ключей. Для этого вместо оптоволоконных систем КРК могут быть использованы спутниковые каналы. В отличии от оптоволоконных систем КРК, распространение квантового сигнала в таких системах осуществляется через открытое пространство: атмосферу, космос и т.п. Спутниковые системы КРК позволяют преодолеть основное ограничение оптоволоконных систем — расстояние, на которое может быть распределен ключ. Для оптоволоконных систем это 80–120 км, спутниковые системы такого ограничения не имеют.

Российские специалисты завершили эксперимент по распределению квантового криптографического ключа с помощью китайского спутника Micius между двумя наземными приемными станциями. Российская приемная станция находилась на территории Звенигородской обсерватории ИНАСАН (Московская область), а приемная станция китайской стороны в районе Наньшань, КНР.
По результатам эксперимента общий объем ключа, полученного на приемной станции в Звенигороде в ходе этого сеанса, составил 614 Кбит, продолжительность сеанса составила 200 сек. Стороны обменялись только монохромными зашифрованными изображениями размером 256×64 пикселей. При передаче использовался метод одноразовых блокнотов с длиной ключа равной длине передаваемого сообщения.

По мнению специалистов, создание защищенных каналов связи на основе квантового распределения ключей позволит гарантированно защитить полезную информацию от компрометации и несанкционированного доступа.
Форум будущих технологий — главная площадка для обсуждения трендов развития новых технологий в России. 13 и 14 июля пройдут открытые дни Форума с пленарной сессией и профильными дискуссиями. Оператором Форума является Фонд Росконгресс при поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации и Российской академии наук. Соорганизаторы: ОАО «РЖД» и Государственная корпорация «Росатом».

https://future-forum.tech/media/news/kvantovyy-most-mezhdu-rossiey-i-kitaem/

☁️ Команда РКЦ и VK совместно будут развивать квантовые вычисления в облаке

Сегодня в рамках Форума будущих технологий РКЦ и VK подписали соглашение о стратегическом сотрудничестве. Вместе команды будут работать над ускорением развития и работы квантовых вычислений через облачную платформу VK Cloud.

Облачная платформа для квантовых вычислений обеспечивает удаленный доступ к квантовым компьютерам для всех исследователей, бизнеса и индустрии. Она станет отличным фундаментом для развития и обучения новых разработчиков, которых выбрали для себя область квантовых технологий.

Стартовал приём заявок на Премию «Вызов»!

«Вызов» — это ежегодная Национальная премия в области будущих технологий, целью которой является сделать научные открытия и учёных символами успеха в современной России, а также создать условия для практического внедрения будущих технологий.

Учреждение Премии Фондом развития научно-культурных связей «Вызов» при поддержке Газпромбанка и Администрации Президента РФ приурочено к Десятилетию науки и технологий. Партнером выступает Правительство Москвы.

Победитель каждой из четырех номинаций получит денежный приз в размере 10 млн рублей:

🔹«Перспектива»: За научное достижение, повлиявшее на динамику развития будущих технологий (вручается учёным до 35 лет).
🔹«Инженерное решение»: За изобретение, позволившее существенно продвинуть ту или иную технологию.
🔹«Учёный года»: За личный вклад в создание будущих технологий и изменение ландшафта науки.
🔹«Прорыв»: За научное исследование, открывшее путь к созданию будущих технологий.

«Общественное признание – это важнейшее условие
как для развития карьеры учёного, так и для технологического прогресса всего человечества», - Президент Фонда развития научно-культурных связей «Вызов» Леонид Шляховер

🔥Ждём ваши заявки до 14 сентября 2023 года на сайте