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

Институт стандартов и технологий США (NIST) опубликовал перечень схем цифровой подписи, допущенных до участия в конкурсе на дополнительный квантово-устойчивый стандарт

В перечень вошло 40 схем (из 50 поданных), основанных на различных синтезных принципах, в их числе задачи теории решеток, кодирования, хэш-функций и другие. Интерес представляет возвращение схем, основанных на пересмотренных задачах изогений эллиптических кривых, систем нелинейных уравнений, учитывая, что в результате первого конкурса NIST схемы этих классов (SIKE, Rainbow) были скомпрометированы.

Напомним, что основной причиной проведения дополнительного раунда стал тот факт, что наиболее эффективные схемы-победители основного этапа (CRYSTALS-Dilithium, Falcon) основаны на задачах теории решеток, а третий финалист – SPHINCS – уступает им по производительности.

Южнокорейские физики заявили о создании сверхпроводника при комнатной температуре и атмосферном давлении из апатита свинца

🤔Статья еще только в препринте на arXiv, но уже вызвала огромный ажиотаж и подверглась критике. Сверхпроводимость при нормальных температуре и давлении полностью изменит квантовые технологии, позволит создать поезда на магнитной подушке и многое другое. Но пока до нужной комбинации далеко: известные материалы проводят без сопротивления либо при огромном давленим, либо при низкой температуре.

🔬В новой работе физики заместили часть атомов апатита свинца более маленькими атомами меди. За счет этого уменьшился размер решетки, возникли внутренние механические напряжения и в конечном итоге сверхпроводимость, полагают ученые.

📈Чтобы оценить масштаб прорыва, текущий подтвержденный рекордсмен — гидрид лантана с нулевым сопротивлением при температуре -23 °C и давлении в 1,7 млн атм. В марте этого года группа Ранги Диаса заявила о сверхпроводимости гидрида лютеция, легированного азотом при +21 °C и всего 10 тыс. атмосфер. Результаты еще не воспроизвели. Однако прошлую работу группы, посвященную материалу на основе метана и сероводорода (там показатели +15 °C и несколько млн атм.), отозвали из-за сомнительной обработки данных.

Постигнет ли участь самозванца новый материал, названный LK-99, или он перевернет мир технологий?

Что известно о новом сверхпроводнике LK-99 после препринта?

📑 Публикация
25 июля на arXiv появились два препринта про сверхпроводник LK-99 (при комнатной температуре и нормальном давлении) с разницей в несколько часов. У первого из них 3 автора: Сукбэ Ли, Чжи-Хун Ким, Ён-Ван Квон — как раз максимум 3 исследователям дают Нобелевскую премию. Второй препринт более детальный, но в нем уже нет Ён-Ван Квон — он скандально покинул группу. Спешку можно объяснить страхом утечки и противоречиями в команде. В работе есть видео левитации части осколка LK-99 над магнитом, но другая часть не отталкивается. До этого ученые опубликовали статью на корейском, где пытались объяснить сверхпроводимость LK-99 одномерной электронной структурой.

🔎 История
По-видимому, впервые материал обнаружили Ли и Ким в 1999 году — отсюда название LK-99. Их научрук предположил, что материал имеет сверхпроводящие свойства, но аспиранты забросили работу. Как в типичной корейской драме, в 2017 их наставник, находясь при смерти, призывает закончить начатое, в 2018 они получают финансирование во главе с Квоном, в 2022 и марте 2023 оформляют патенты на LK-99.

🔬Верификация
Синтез настолько прост, что многие группы и энтузиасты сразу взялись проверять результаты. Для получения LK-99 нужно измельчить и смешать апатит свинца и фосфид меди, а потом прокалить при 925 °C в вакуумной камере в течение суток.

Чтобы подтвердить сверхпроводимость нужно обнаружить левитацию над магнитом (эффект Мейснера, свойственный сверхпроводникам), нулевое сопротивление при комнатной температуре (сверхпроводимость) и подтвердить химический состав.

Пока только одна академическая группа из Китая записала видеоподтверждение левитации LK-99 (даже под большим углом, чем в оригинале) и еще одна заявила о сверхпроводимости одного из двух образцов при -163 °C. Несколько энтузиастов объявили о левитации. Остальные попытки пока неудачны, некоторые обвинили Ли и Кима в манипуляции данными.

Материал подготовлен по статье любителя, который следит за публикациями в лайв-режиме.

Алексей Фёдоров руководит научной группой Российского квантового центра, разрабатывает криптографические алгоритмы и облачные платформы для квантовых вычислений, преподаёт в МФТИ. В 2019 году он вошел в список Forbes Russia «30 до 30» в разделе «Наука и технологии».

В интервью команде портала «Большая российская энциклопедия» Алексей рассказал о своем пути в науку, квантовых компьютерах, любимых учёных и поэтах: https://clck.ru/35W5xb