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.

Платформа квантового программирования «Телеквант» стала призером конкурса «Новатор Москвы 2024»

🏅 «Телеквант», созданный компанией «КуБорд», стал призером в номинации «Проекты, меняющие реальность», направление — «Общественные и HR-проекты».

👩‍🎓 Образовательная платформа «Телеквант» помогает учащимся вузов и корпоративных университетов осваивать квантовые вычисления. Пользователям доступен видео-курс и реальные задачи, которые можно запускать на цифровом двойнике 30-кубитного квантового компьютера. Запускать расчеты можно через Телеквант-бот (во «ВКонтакте» или Telegram), для этого достаточно отправить боту код, написанный на языке OpenQASM.

➡️ Узнать больше о «Телекванте» и начать освоение профессий будущего можно по ссылке:
https://telequant.ru

На Сахалине прошла Лаборатория «Квантовые технологии для цифрового неба»

🛰✈️ На Лаборатории ученые обсуждали, как применять квантовые и смежные технологии в космосе и дроносфере. Например, квантовые вычисления нужны для составления планов полетов, квантовые сенсоры — для повышения точности навигационных систем, а квантовая криптография поможет защитить передаваемую информацию от взлома. Кроме того, исследователи оценили готовность отечественных решений, а также барьеры, которые сдерживают внедрение квантовых технологий.

🤝 15 представителей научного сообщества, вендоров индустрии квантовых технологий, профильных университетов и представителей индустрии БПЛА, космоса различных орбит (в т. ч. технические руководители «Роскосмоса») определяли шаги, необходимые для создания бесшовного цифрового неба — единой системы управления технологиями, связью и устройствами: космическими и воздушными, как на законодательном, так и на физическом уровне. Лаборатория прошла 14-15 июля в рамках форума «Архипелаг 2024» при поддержке Платформы НТИ и Банка ГПБ.

По словам руководителя лаборатории, генерального директора QApp Антона Гугли:
«Впервые проведена работа по гармонизации экспертизы научно-технологического сообщества индустрии квантовых и смежных технологий с компаниями-представителями слоев «Цифрового неба». Определены приоритетные направления синергии с другими Лабораториями Архипелага и предложены инструменты для упрощения и ускорения структурирования пилотных интеграционных проектов».

Компания McKinsey выделила 15 технологических трендов 2024 года

📜McKinsey подготовила доклад с обзором главных технологических тенденций, разбив их на 5 категорий. Зеленая энергетика стала с запасом рекордсменом по объему инвестиций, большой интерес представляют передовые инженерные технологии и ИИ. Из-за инфляции и снижения доходов инвестиции в технологическом секторе упали в 2023 году на 30-40%, на 26% сократилось число рабочих мест (относительно -17% по всем вакансиям). Выделяется генеративный искусственный интеллект (Gen-AI) с приростом вакансий на 341% за два года и зеленая энергетика с +1%.

Вакансий в квантовых технологиях стало меньше в 2023 года на 26%, но если считать с 2021 года, сохранился прирост 19%, общее число вакансий невелико, и инвесторы не рискуют в вкладываться из-за низкого числа приложений.

📈 Революция ИИ: генеративный ИИ, прикладной ИИ, индустриализация машинного обучения.
🔹Возможности генеративного ИИ (типа Ghat GPT) растут, он может работать с изображениями, видео и аудио, привлекателен для рекламных компаний и в качестве чат-ботов.
🔹К прикладному ИИ относится машинное обучение (ML), используемое для предсказания и автоматизации, эта сфера пока привлекает инвестиции больше генеративной: $86 млрд против $36.
🔹Сфера индустриализации машинного обучения включает упрощение внедрения и обслуживания ML ($3 млрд).

💻 Построение цифрового будущего: ПО нового поколения, цифровое доверие и кибербезопасность.
🔹Автоматизация написания и тестирования программного кода должна улучшить качество приложений и упростить процесс разработки,в этом поможет ИИ.
🔹Технологии кибербезопасности, идентификации, развития цифрового доверия между организациями привлекли порядка $34 млрд.

ᯤ Передовые вычисления и связь: улучшенная беспроводная связь, иммерсивные технологии, облачные и периферийные вычисления, квантовые технологии.
🔹Ряд стран уже внедрили технологии 5G и развивают 6G, повышаются стандарты Wi-Fi, интернет раздается через низкоорбитальные спутники ($29 млрд).
🔹Иммерсивные технологии виртуальной (VR), смешанной (MR) и дополненной реальности (AR), несмотря на известность, привлекли всего $6 млрд.
🔹Облачные и периферийные вычисления широко используются и помогают, распределять и быстро обрабатывать данные ($54 млрд).
🔹Квантовые технологии привлекли всего $1 млрд и не так привлекательны из-за недостатка практических приложений, при этом оставаясь в тренде.

🤖 Передовая инженерия: робототехника, мобильность, биоинженерия, космические технологии.
🔹Робототехника нацелена на повышение автономности и ловкости роботов и способности решать не только запрограммированные задачи.
🔹Повышение мобильности означает развитие транспорта, работающего без участия человека: автопилоты, роботы- и дроны-доставщики и т.д., эта сфера привлекла $86 млрд.
🔹Биоинженерия включает технологии поддержания здоровья человека и улучшение продуктов питания ($62 млрд).
🔹В космос вкладывают порядка $9 млрд.

🌳 Устойчивый мир: электрификация и возобновляемые источники энергии, другие климатические технологии.
🔹Возобновляемые и экологически чистые источники энергии, биотопливо и аккумуляторы привлекают рекордные $183 млрд, в два раза больше, чем другие тренды.
🔹Технологии по уменьшению углеродного следа также растут — $68 млрд.

Институт стандартов США (NIST) выпустил три новых стандарта постквантого шифрования

Свежие стандарты NIST содержат алгоритмы шифрования, включая программный код, инструкции по их реализации и внедрению. Стандарты должны защитить квантовые и классические компьютеры, цифровые подписи, веб-сайты, сведения о транзакциях электронной коммерции и другую конфиденциальную информацию.

▪️ Первый стандарт Federal Information Processing Standard (FIPS) 203 предназначен для защиты при обмене информацией в сетях общего пользования. Он быстро работает, поскольку имеет относительно небольшие ключи шифрования, которыми две стороны могут легко обмениваться. FIPS 203 основан на алгоритме ML-KEM (ранее CRYSTALS-Kyber), представляющим механизм инкапсуляции ключей на основе модульной решетки.
▪️ FIPS 204 подходит для защиты цифровых подписей, он основан на алгоритме на основе модульной решетки ML-DSA (ранее CRYSTALS-Dilithium).
▪️ FIPS 205 — резервный метод для цифровых подписей, нужный, если FIPS 204 окажется уязвим. FIPS 205 работает на основе хеш-функций SLH-DSA (ранее SPHINCS+), он медленнее FIPS 204, но обеспечивает строго обоснованную высокую стойкость.

🔐 Стандарты устойчивы к атакам как классических, так и квантовых компьютеров будущего, для их взлома требуется решать сложные математические задачи, что требует огромных вычислительных ресурсов и времени. Разработка и тестирование шли в течение 8 лет, NIST привлекал общественность и экспертов для поиска новых идей и оценки устойчивости алгоритмов.

🔓Близок к внедрению стандарт FIPS 206 для небольших цифровых подписей на основе алгоритма FN-DSA (Falcon). Также институт планирует представить еще 15 похожих алгоритмов, которые начнут с этапа тестирования.

https://www.youtube.com/watch?v=vWJS62eIVxI&embeds_referring_euri=https%3A%2F%2Fwww.opennet.ru%2F&source_ve_path=Mjg2NjY