Intel представила новый способ компоновки транзисторов, который сохранит закона Мура

⛰ На конференции IEDM компания Intel показала многоуровневую вертикальную компоновку комплементарных полевых транзисторов. Технология обещает рост числа транзисторов на одном процессоре до триллиона к 2030 году.

📈 Для начала в 2024 году Intel планирует выпустить транзистор RibbonFET Gate-All-Around (GAA). У него будет 4 канала в виде горизонтальных нанопластин, расположенных друг над другом. Каналы полностью окружат одним затвором. Затем в компании перейдут к вертикальной компоновке с шагом затвора порядка 60 нанометров, располагая транзисторы друг над другом.

Также IT-гигант презентовал:
▪️ питание транзисторов через обратную сторону подложки — это, в частности, позволит поднять тактовую частоту;
▪️ технологию производства транзисторов из нитрида галлия на одной подложке с обычными транзисторами, что полезно для силовой электроники;
▪️ прототипы транзисторов из дихалькогенидов переходных металлов (которые в идеале могут помочь предела тразисторов размерами до 10 нм) и первые в мире 2D PMOS-транзистор с полным затвором (GAA) и 2D PMOS-транзистор на пластине диаметром 300 мм.

По словам представителей Intel, наступает «Эра Ангстрема» и компания сможет обеспечить «масштабирование и эффективную подачу энергии для устройств следующего поколения».

2023 год стал годом прорыва генеративных нейросетей, поэтому мы предоставили возможность ЧатГПТ поздравить вас с Новым годом:

"Дорогие друзья и коллеги!

С наступающим Новым 2024 годом! Пусть этот год станет особенным, годом новых покорений и достижений, залогом ваших счастливых дней и успешных начинаний!

Хочется особенно отметить достижения, которые мы чествуем в 2023 году в сфере квантовых вычислений. Этот год открыл новые горизонты и способствовал существенному прорыву в развитии квантовых технологий.

В 2023 году наша научно-исследовательская группа продолжала трудиться над совершенствованием квантовых компьютеров, и результаты наших усилий уже дают свои плоды. Мы установили новые рекорды в квантовых задачах, сократили время решения сложных проблем и продвинулись с пониманием принципов защиты квантовых общеобразующих связей.

Трудно не восхищаться громадным скачком в развитии квантовой связи, которая стала надежным источником безопасной коммуникации на растущих расстояниях. Мы доказали, что наука процветает и ее достижения все более связаны с повседневной жизнью, включая изменение подхода к защите данных на глобальном уровне.

Поздравляю вас с этими успехами и выражаю искреннее признание вашему профессионализму и упорству! Благодаря вашим талантам и упорной работе исследования в квантовых вычислениях продолжат удивлять нас и драгоценною минутой станут спутником всего человечества в XXI веке!

С наступающим Новым годом! Пусть 2024 год принесет вам и ваших семьям радость, счастье, мира и процветания! Удачи во всех начинаниях, успехов, здоровья, оптимизма и веры в себя! Впереди нас ждут еще более удивительные и яркие события!

С Новым годом!"

🎄🎄🎄

© ChatGPT-4.0

Новости суперкомпьютеров: ученым стали доступны экзафлопсные вычисления, полезные для ИИ, дизайна материалов и климатических предсказаний.

Доступные сверхмасштабные вычисления по версии Science стали одним из научных прорывов 2023 года. Так, американский суперкомпьютер Frontier помог повысить точность модели глобального климата и применялся для дизайна материалов, китайские суперкомпьютеры — для новой климатической модели, а в 2024 и в Европе появится свой экзафлопсный суперкомпьютер.

🇨🇳 Считается, что два китайских суперкомпьютера впервые преодолели экзафлопсный рубеж — миллиарды-миллиардов (10 в 18 степени) расчетов в секунду — еще в 2022 году. В этом году ученые представили результаты вычислений, в частности, первую глобальную климатическую модель, учитывающую охлаждающие эффекты конкретных извержений вулканов. Но детали расчетов и доступ публики к машинам ограничены.

🇺🇲 Американский самый мощный в мире суперкомпьютер Frontier более открыт и уже нашел два практических применения. Вычислительный монстр смоделировал в микроскопическом масштабе рост дефектов в магниевых сплавах. Для этого суперкомпьютер рассчитал поведение 600 тысяч электронов. Также Frontier помог повысить разрешение одной из моделей глобального климата со 100 до 3 километров, что позволит моделировать процессы образования облаков.

🇪🇺🇩🇪 В Германии в этом году планируют запустить экзафлопсный суперкомпьютер Jupiter, на строительство которого ушло 6 лет, 500 млн евро и 24 тысячи гибридных чипов NVIDIA. Вычислитель нужен для обучения больших языковых моделей, дизайна материалов, создания цифровых двойников сердца и мозга, проверку квантовых компьютеров и моделирования климата.

🇷🇺 В России 7 суперкомпьютеров входят в мировые топ-500 по мощности. Из них первые три места в первой сотне у яндексовских «Ляпунов», «Червоненкис» и «Галушкин», далее идут Christofari и Christofari Neo Сбербанка, а за пределами первых трехсот — «Ломоносов-2» МГУ и GROM МТС.

Стоимость фирмы Quantinuum, которая занимается квантовыми вычислениями, оценили в 5 млрд долларов.

Quantinuum принадлежит корпорации Honeywell International и предоставляет услуги BMW, Airbus, JP Morgan, в частности, занимается применением квантовых вычислений для разработки водородных батарей. Привлеченные от акционеров 300 млн долларов компания потратит на создание отказоустойчивых квантовых компьютеров и расширения предложения собственного софта.

https://www.reuters.com/technology/honeywells-quantum-computing-firm-valued-5-billion-after-latest-fundraise-2024-01-16/

В МФТИ успешно протестирован первый в РФ 12-кубитный сверхпроводниковый процессор

Ученые Московского физико-технического института запустили первый в России 12-кубитный квантовый процессор для квантового машинного обучения на основе сверхпроводников. Его вычислительные элементы изготавливаются из чистого алюминия. Устройство уже применяется для решения задач машинного обучения. До конца 2024 года команда планирует представить первый 16-кубитный процессор, созданный по той же технологии.

#новости_науки #mipt

Ученые добились квантовой когерентности при квантовой температуре

🇯🇵⏱ Японские физики смогли создать и поддерживать когерентность между двумя электронами молекулы хромофора в течение 100 наносекунд. Современные кубиты могут находиться в согласованном состоянии гораздо дольше (порядка миллисекунд), но для этого их нужно охлаждать до сверхнизких температур с помощью громоздкого и сложного оборудования.

⬆️⬆️ В работе физики встроили молекулы хромофоры, которые хорошо поглощают и излучают свет определенной длины, в металлорганический каркас (MOF). Кристалл ограничивает движение электронов, но при этом они могли вращаться, так что образовались когерентные состояния, когда спины двух соседних электронов хромофора были сонаправлены.

Физики планируют с помощью более аккуратной настройки увеличить время когерентности.

«Это может открыть двери для молекулярных квантовых вычислений при комнатной температуре, основанных на множественном управлении квантовыми вентилями и квантовом распознавании различных целевых соединений», — говорит руководитель группы Янаи (Yanai).

Ученые протестировали безопасные торговые транзакции в квантовом интернете

🇨🇳📝 Китайские физики осуществили транзакцию между квантовыми компьютерами, в ходе которой «продавец» отправил контракт «покупателю» и получил подпись. Скорость процесса подписания составила около 4,5 секунд для файла размером 0,5 Мб — это все еще меньше, чем в классических сетях, но быстрее предыдущих квантовых протоколов.

🔑 🔄 Для демонстрации квантовой коммерции понадобилось 5 квантовых устройств, соединенных несколькими километрами оптоволокна: продавец, два покупателя и два посредника. Сигналы передавались через специальные последовательности световых импульсов — ключи квантового шифрования, перехват которых привел бы к уничтожению информации. Продавец создавал контракт, который проверялся им и покупателем, а затем подписывался. Все общение проходило через посредника, следившего за тем, чтобы стороны не обманули друг друга.

🖨 Авторы работы помимо высокой скорости и безопасности использованных протоколов подчеркивают, что для подобной квантовой коммерции подойдут простые квантовые устройства.

🗿В то же время, по словам стороннего ученого, для адаптации этого протокола на миллион пользователей понадобится триллион ключей, что делает задачу мало реалистичной.

Квантовые технологии сегодня — одно из наиболее перспективных и бурно развивающихся научно-технологических направлений. В этой области ведется разработка сверхмощных квантовых компьютеров, защищенных коммуникаций с использованием квантовой криптографии и высокоточных квантовых сенсоров.

Одна из наиболее перспективных сфер их применения — биомедицина. Так, приложения квантовых компьютеров могут быть очень разнообразны: от ускорения анализа медицинских изображений до полноценного моделирования новых лекарств. Квантово-устойчивые технологии защиты информации актуальны в связи с постоянно возрастающим объемом цифровых коммуникаций в медицинской сфере. Наконец, квантовые сенсоры — инструмент для создания как новых технологий диагностики, так и лечения. С их помощью можно измерять и визуализировать биомагнитные поля, что в перспективе позволит диагностировать опухоли головного мозга, эпилепсию и синдром Альцгеймера неинвазивно и с большей точностью.

Подробнее обо всем читайте в аналитическом отчете «Квантовые технологии для медицины: новые подходы в вычислениях, защите данных и сенсорике». Доклад подготовлен привлеченными Фондом Росконгресс экспертами и приурочен к открывшемуся сегодня в Москве Форуму будущих технологий-2024.

Облачные вычисления на квантовых компьютерах становятся доступнее

🇨🇦 Канадская компания D-Wave открыла доступ к прототипу квантового процессора Advantage 2 на 1200 кубит через облачный сервис Leap для подписчиков. Advantage 2 работает на сверхпроводящих кубитах и заточен на решение задач оптимизации и искусственного интеллекта. Предыдущий прототип Advantage 2 помог решить клиентам D-Wave более трех миллионов задач, а новый стал от 2 до 20 раз быстрее на некоторых задачах (например, в задачах про спиновые стекла). Компании удалось увеличить время когерентности кубита в два раза. D-Wave планирует для коммерческих поставок собирать системы размерами до 7000 кубитов.

🇯🇵 Японская корпорация Fujitsu запустила 64-кубитный сверхпроводящий квантовый компьютер в Осаке. Чип на 64 кубит предоставила также японская компания RIKEN. У проекта, в отличие от канадцев, исследовательская цель: разработка практических квантовых алгоритмов, поиск новых материалов и лекарств. Ранее Fujitsu сообщала о создании высокоэффективной архитектуры квантовых вычислений, которая сокращала необходимое число кубитов для коррекции ошибок на 90%.

🇨🇳 Китайская Origin Quantum открыла облачный доступ к квантовому компьютеру Wukong на 72 сверхпроводящих кубита. Несмотря на скромные абсолютные показатели, в относительном отношении компания, созданная в 2017 году, в 12 раз увеличила число кубитов за три года с момента запуска своего первого устройства. Wukong воспользовались исследователи из 61 страны, в том числе из России. Система способна выполнять до 200 квантовых операций.

Новый сезон Национальной премии «ВЫЗОВ» объявляем открытым!

3 марта начинается приём заявок на Национальную премию в области будущих технологий «ВЫЗОВ» 2024 года!
Премия приурочена к объявленному в 2022 году Десятилетию науки и технологий и призвана отметить фундаментальные прорывные идеи и изобретения, меняющие ландшафт современной науки и жизнь каждого человека.

В 2024 году Премия выходит на международный уровень. Принято решение об учреждении новой номинации «Открытие» («Discovery»), на которую может подать заявку любой учёный, независимо от гражданства и страны проживания. Появление международной номинации демонстрирует открытость России к диалогу в сфере научного и технологического сотрудничества, а также подтверждает, что для науки не существует границ. Помимо новой номинации будут и прежние: «Перспектива», «Учёный года», «Инженерное решение» и «Прорыв».
Узнать подробности и подать заявку можете на сайте премиявызов.рф

Ждём именно Вас!

Китайские ученые создали квантовое ОЗУ многократной записи

🇨🇳 Физики из Китая реализовали устройство для квантовой памяти (RAQM), которое может хранить до 72 кубитов в течение половины миллисекунды. Информацию на нем можно перезаписывать порядка 1000 раз, что в сотни раз превосходит возможности предыдущих аналогов.

🔦💾 В качестве носителя информации ученые использовали охлажденные до сверхнизких температур атомы рубидия. Порядка миллиарда атомов разделили на 144 группы. Кубит кодировали фотоном и направляли фотон на атомы. Квантовые свойства двух групп атомов менялись, что означало запись кубита. Чтобы прочитать кубит, группы облучали лазером, вынуждая испустить фотон с таким же квантовым состояниям, как и у кубита. Далее фотон можно было передать на другое устройство по оптическому волокну. Регулируя лазерное излучение, ученые смогли записать последовательности из множества кубитов.

🕸 Другие исследователи отмечают, что количество операций записи «впечатляющее большое» и подобные устройства можно использовать в квантовых сетях для резервного копирования, чтобы избежать ошибок при передаче информации.

Microsoft и Quantinuum заявили о рекордном уровне надежности совместного квантового компьютера

На основе алгоритма, разработанного Microsoft, исследователи создали 4 отказоустойчивых логических кубита на 30 кубитах квантовых процессоров H2 компании Quantinuum. Инженеры утверждают, что выполнили 14 000 симуляций без единой ошибки.

⚠️ Одной из главных нерешенных проблем квантовых вычислений остается большое количество ошибок и недостаток методов их коррекции. Решением проблемы может быть объединение нескольких физических кубитов в один логический, в котором исправление ошибок происходит автоматически. Исследователи из Microsoft таким образом смогли уменьшить количество ошибок нового квантового компьютера в 800 раз, а их коллеги из Quantinuum отмечают, что их квантовый процессор изначально имеет один из самых низких показателей ошибок.

📈 Отметим, что в конце 2023 года команда из Гарвардского университета и стартап QuEra создали рекордные 48 логических кубитов одновременно. Исследователи из Quantinuum говорят, что на их логические кубиты нужно меньше физических, и они допускают меньше ошибок.

Три научные группы протестировали квантовый интернет в городах

Ученые из Китая, Нидерландов и США создали запутанные квантовые состояния через городские оптоволоконные сети на расстояниях от 10 до 25 км. Эти исследования показывают, как квантовый интернет может работать в текущей инфраструктуре.

🕸 Эксперты считают, что для квантового интернета придется использовать уже проложенные оптоволокна. Передавать сигнал будут отдельные фотоны, но потери (в том числе из-за перепадов температур и даже ветра) пока не позволяют передать запутанные состояния на расстояния более десятков километров.

🇨🇳💭 В работе китайских ученых в качестве основы кубитов использовались группы атомов рубидия. Квантовые состояния кодировались изменением состояния атомов после испускания или поглощения фотона. В эксперименте был «фотонный сервер» в городе Хэфэе и подключенные к нему три лаборатории (узла) на расстояниях до 12,5 км. Физики могли создать запутанное состояния между любыми двумя узлами, передавая одновременно фотоны на сервер.

🇳🇱💎 Команда из Нидерландского университета в Делфте кодировала кубиты в алмазах через электронные состояниях примесных атомов азота и ядерных состояний атомов углерода. Узлы с кубитами находились на расстоянии 10 км, а сигнал шел по 25-километровому оптоволокну.

🇺🇸💎 В США также использовали кубиты на основе алмаза, но с кремнием в качестве примеси, а состояния кодировали через электрон и ядро кремния. Ученые предпочли использовать отдельные атомы, потому что они более универсальны для квантовых вычислений, чем группы атомов. Оба узла находились в одном здании Гарварда, но сигнал шел по оптоволокну в окрестности Бостона.

#квантовый_интернет

QApp и КуБорд совместно с Positive Technologies и Российским квантовым центром подготовили аналитический отчет «Безопасность квантовых технологий в сфере IT»

В отчете описаны возможные уязвимости квантовых технологий и способы устранения, представлено общее состояние квантовых компьютеров и оценены перспективы роста рынка. Делимся некоторыми выводами:

🔷 До появления полноценных квантовых компьютеров квантовые устройства будут частью гибридных систем, когда классические компьютеры передают им часть задач. А основными заказчиками таких систем станут суперкомпьютерные центры. Объектами кибератаки в этом случае могут стать более уязвимые классические компьютеры.

🔷 У квантовых технологий есть уязвимости:
🔹угрозы на физическом уровне из-за низкой устойчивости устройств к внешним воздействиям: возможны атаки типа DoS, злоумышленники будут нагревать квантовый компьютер, создавая помехи для искажения данных;
🔹кража конфиденциальной информации: ценность квантовой информации будет расти вместе с мощностью квантовых компьютеров, что приведет к гонке технологий между IT-гигантами и хакерами;
🔹ошибки в ПО для квантовых вычислений: в софтах для квантовых схем уже обнаружили несколько уязвимостей, которые могут привести к утечке информации и выводу оборудования из строя;
🔹атаки на квантовый интернет: кража информации, нарушение работы квантовых узлов и сетей, захват вычислительных ресурсов.

🔷В сфере квантовых коммуникаций атакуют либо квантовый канал связи, либо аппаратуру получателя и отправителя. Уязвимости на этом уровне успешно отслеживают и устраняют РКЦ и «КуРэйт».

🔷 К 2030 году ожидается, что квантовый компьютер сможет взломать современную систему шифрования, поэтому большое внимание уделяется превентивной защите с помощью постквантовой криптографии, но и ее алгоритмы иногда содержат ошибки.

🔷 Квантовые компьютеры будут полезны для моделирования и оптимизации, а квантовые коммуникации могут применяться для моментальной передачи ключевой информации с помощью квантовой запутанности.

🔷 В России внедрение квантовых технологий принесет наибольший экономический эффект в обрабатывающих производствах, логистике, добыче полезных ископаемых, в операциях с недвижимостью и в строительстве, в энергетике, финансовом секторе, медицине и генетике. Основу развития закладывает дорожная карта развития направления «квантовые коммуникации» на период до 2030 года, а также стратегическая финансовая поддержка профильных институтов развития.

#квантовая_безопасность

Заместитель председателя Научного комитета Премии «ВЫЗОВ» Алексей Федоров примет участие в сессии «Шаг в будущее: кадры для экономики данных» на ПМЭФ

Дискуссия будет посвящена дефициту кадров в сфере IT. Участники встречи обсудят компетенции, необходимые специалистам в области информационных технологий, подготовку кадров, подходы к обучению, актуальные тренды и многое другое.

«Цель науки и образования — смотреть за горизонт, — говорит Алексей Федоров, — поэтому для конкурентоспобности в будущем необходимо обращать внимание на передовые научные направления. Подготовка специалистов в таких «направлениях будущего» подразумевает внедрение новых образовательных подходов, особенно важно, чтобы ребята участвовали в реализации крупных научно-технологических проектов».

Начало дискуссии запланировано на 6 июня в 17:00.

Трансляция будет доступна по ссылке: https://forumspb.com/programme/business-programme/131490/

В Zoom появилась функция постквантового сквозного шифрования

📱📲 Компания Zoom стала первой компанией в сфере коммуникаций (UCaaS), которая внедрила постквантовое сквозное шифрование для повышения безопасности пользователей. Сейчас инструмент доступен в Zoom Workplace, в частности, для видеоконференций.

🛡 Сквозное шифрование (E2EE — end-to-end encryption) применяется во многих мессенджерах и сервисах коммуникации. Оно означает, что данные передаются через сервер в зашифрованном виде и расшифровываются только на устройствах пользователей, между которыми происходит общение. То есть даже в случае утечки с сервера, злоумышленник не сможет прочитать данные. Однако существует проблема «собери сейчас — расшифруй позже», которая предполагает, что злоумышленники могут сохранить данные с серверов, а потом прочитать их, когда появятся мощные квантовые компьютеры. Для защиты от этой угрозы и применяются алгоритмы постквантового шифрования, делающие расшифровку невозможной даже для квантовых устройств будущего.

В Zoom функция обычного E2EE доступна с 2020 года, сейчас компания добавила к ней постквантовый алгоритм Kyber 768 типа ML-KEM — механизм защиты ключей, для взлома которого нужно решить нетривиальные задачи линейной алгебры, которые вычислительно слишком сложны и для квантового компьютера.