Компания КуБорд (ООО «Облачные квантовые технологии») совместно с компанией Рексофт Консалтинг подготовили аналитическое исследование «Квантовые вычисления: взгляд в будущее». В исследовании отражен текущий статус и прогноз развития технологии до 2040 года.

https://www.reksoft.ru/blog/2024/10/17/quantum-computing-research/

Институт стандартов США (NIST) анонсировал 14 алгоритмов-кандидатов для постквантовой криптографии

✍️🔑 После года проверок NIST допустил во второй раунд отбора дополнительных цифровых подписей, необходимых для стандартизации постквантовой криптографии, 14 алгоритмов шифрования с открытым ключом:
CROSS, FAEST, HAWK, LESS, MAYO, Mirath (merger of MIRA/MiRitH), MQOM, PERK, QR-UOV, RYDE, SDitH, SNOVA, SQIsign, UOV.

🛡Напомним, что в этом году NIST выпустил три новых стандарта постквантого шифрования — FIPS 203, FIPS 204, FIPS 205. Из них FIPS 204 используется для защиты цифровых подписей, FIPS 205 выступает в качестве резервного.

Microsoft интегрировала алгоритмы постквантового шифрования в библиотеку SymCrypt

В библиотеку с открытым исходным кодом SymCrypt включены алгоритм ML-KEM (CRYSTALS-Kyber) для обмена ключами, схема XMSS (eXtended Merkle Signature Scheme) для создания многоразовых цифровых подписей с помощью хэширования.

SymCrypt используется для защиты Windows, Azure, Microsoft 365, Azure Stack HCI и Azure Linux.

Microsoft планирует добавить в библиотеку алгоритмы для цифровых подписей ML-DSA (CRYSTALS-Dilithium) и SLH-DSA (Sphincs+), а также схему формирования цифровых подписей LMS (Leighton-Micali Signature Scheme).

Постквантовая криптография вошла в топ-10 технологических трендов на 2025 год по версии компании Gartner

Консалтинговая компания Gartner выделила 10 трендов и разбила их на 3 перспективных направления исследований в следующем году: правила и риски искусственного интеллекта, новые рубежи вычислений и синегрия человека и машины.

🛡Посквантовая криптография заняла общее 4-е место. Компания прогнозирует, что развитие квантовых вычислений сделает текущую асимметричную криптографию небезопасной к 2029 году, а к 2034 полностью взламываемой.

Текущие проблемы перехода к посквантовому шифрованию, по мнению Gartner:
▪️ отсутствие простых аналогов существующих алгоритмов;
▪️ снижение производительности при внедрении постквантовых решений;
▪️ отсутствие постквантовых решений у поставщиков вычислительного оборудования;
▪️ плохое понимание внутри компаний используемых алгоритмов криптозащиты.

🛠 Gartner рекомендует компаниям создать отделы квантовой защиты, структурировать зашифрованные метаданные, прописать механизмы для перехода на постквантовые решения и внедрять постквантовое шифрование уже сейчас.

🤔 Напомним, в аналогичном рейтинге от McKinsey отмечалась общая привлекательность рынка кибербезопасности, квантовые технологии показались компании перспективными, но не столь успешными из-за недостатка практических приложений.

Нас уже 600! 🥳

IBM впервые объединила два квантовых процессора в единое целое

🔀 🖥 Компания IBM запутала два квантовых чипа размером 127 сверхпроводящих кубит каждый и выполнила на них совместные вычисления, для которых понадобилось 142 кубита. С помощью модульного подхода компания планирует многократно увеличить мощность квантовых компьютеров.

На одном квантовом процессоре можно разместить небольшое число кубитов из-за роста числа ошибок с увеличением количества кубитов и физических ограничений — кубиты расположены в одной плоской решетке, трудно масштабируемой.

🔌 IBM предложила динамические схемы: объединить квантовые процессоры через классическую систему связи. Получая промежуточные вычисления на одном квантовом процессоре, схема, в зависимости от их значений, классически задает квантовый вентиль (логическую операцию) на другом квантовом процессоре. Такое управление в режиме реального времени так же помогает устранять ошибки и улучшает связность кубитов.

«Наша классическая связь в реальном времени позволяет нам применять квантовые вентили на одном QPU в зависимости от результата измерения на другом QPU. Работа показывает, что мы можем использовать несколько квантовых процессоров как один с динамическими схемами с устранением ошибок, работающими с помощью классической связи в реальном времени,» — пишет компания в статье в Nature.

Компании, занимающиеся квантовыми технологиями, привлекают инвесторов, но продолжают нести убытки

📈📉 Издание DatacenterDynamics проанализировало финансовую отчетность трех квантовых компаний IonQ, D-Wave и Rigetti за третий квартал 2024 года и обнаружило, что несмотря на стабильный интерес к рынку квантовых расчетов, убытки компаний во много раз превышают выручку.

💸 Американская компания IonQ удвоила выручку по сравнению с прошлым годом в два раза до 12,4 млн долларов, но убыток составил больше 50 млн долларов. При этом IonQ получила заказы на 63 млн долларов.

🕵️‍♀️ Выручка канадской фирмы D-Wave наоборот снизилась до порядка 2 млн долларов, что примерно в 10 раз меньше убытка, который увеличился по сравнению с прошлым годом. Однако компания смогла привлечь больше денег за услугу квантовых вычислений: 1,6 млн долларов против 1,3 млн долларов годом ранее. Опасаясь мошенничества, D-Wave не продает доступ китайским компаниям и ужесточает доступ к облачным сервисам.

🖥 Американская Rigetti снизила убытки, но потеряла и в выручке. Чтобы исправить ситуацию, компания планирует перейти к модульной архитектуре и выпустить в 2025 году 36-кубитный процессор, собранный из 4 чипов по 9 кубитов. Вырастут в размерах более мощные процессоры, используемые компанией, с 24 до 84 кубит, а затем и до 336 кубит.

🚀 Квантовые технологии: как они изменят мир и помогут создавать материалы будущего?

Квантовые вычисления — это не просто научная фантастика, а реальность, которая уже сегодня меняет наше представление о возможностях технологий. Ученые Российского квантового центра (РКЦ) совместно со Сбером подготовили аналитический доклад на тему квантовых вычислений для новых материалов, в котором раскрывают потенциал квантовых технологий для создания материалов будущего.

🔬 Что важно знать?
1️⃣ Рынок квантовых вычислений к 2035 году может достичь $50 млрд, а их влияние на экономику превысит триллион долларов. Эти технологии особенно важны для финансов, логистики, искусственного интеллекта, химии и, конечно, создания новых материалов.
2️⃣ Квантовые компьютеры помогут предсказывать химические реакции, разрабатывать катализаторы и улучшать топливные элементы. Это открывает новые горизонты для материаловедения и энергетики.
3️⃣ Россия входит в топ-10 стран по количеству научных публикаций о квантовых технологиях за последние 10 лет.

💡 Что уже сделано?

• В рамках Дорожной карты развития квантовых вычислений, координируемой Росатомом, ведутся исследования по всем ключевым платформам: сверхпроводники, ионы, нейтральные атомы и фотоны.

• В 2024 году были продемонстрированы два прототипа 50-кубитных квантовых компьютеров: на основе ионов в ловушках (лаборатория ФИАН) и нейтральных атомов (лаборатория ЦКТ МГУ).

• Разрабатывается облачная платформа для удаленного доступа к квантовым вычислителям, что делает технологии доступнее для ученых и бизнеса.

📚 Хотите узнать больше?
Ознакомиться с полным докладом можно по ссылке: Квантовые вычисления для новых материалов.

Квантовые технологии — это не только про будущее, но и про настоящее. Они уже меняют мир, и Россия играет в этом процессе важную роль. Следите за новостями, чтобы не пропустить прорывы! 🌌

В Москве 20–21 февраля 2025 года пройдет Форум будущих технологий, который будет посвящен научной теме «Новые материалы и химия».

#КвантовыеТехнологии #МатериалыБудущего

🚀 Постквантовая криптография: прорывы уже сейчас!

Компания SEALSQ представила миру первый в мире аппаратный модуль, оптимизированный для постквантовой криптографии (PQC). Это настоящий прорыв в области кибербезопасности, который открывает новые горизонты для защиты данных в эпоху квантовых компьютеров.

🔐 Что это значит?
Квантовые компьютеры, которые активно развиваются, могут взломать современные криптографические алгоритмы за считанные секунды. Постквантовая криптография — это ответ на эту угрозу. Она использует математические методы, устойчивые к атакам квантовых систем.

💡 Что сделала SEALSQ?
Компания создала аппаратное решение, которое интегрирует PQC-алгоритмы в чипы. Это позволяет защищать устройства, начиная от смартфонов и заканчивая промышленными системами, от квантовых угроз уже сегодня.

🌍 Почему это важно?
С развитием квантовых технологий традиционные методы шифрования становятся уязвимыми. Внедрение PQC — это не просто шаг в будущее, а необходимость для обеспечения безопасности данных в ближайшие годы.

📌 Подробнее о разработке SEALSQ:
Читать статью

#КвантовыеТехнологии #Кибербезопасность #SEALSQ

⚡️ Квантовый процессор от Microsoft: представлен Mjorana-1 — первый в мире процессор на топологических кубитах

Компания Microsoft представила Majorana-1 — свой первый квантовый вычислительный чип, который стал результатом почти двух десятилетий исследований компании в области топологических кубитов.
На чипе находится 8 топологических кубит, и компания планирует использовать его в исследованиях, которые в будущем позволят создать чип с 1 млн кубитов.

Почему это интересно:

🔑 Топологические кубиты — ключ к стабильности: в отличие от традиционных кубитов, которые очень чувствительны к помехам и быстро теряют свое начальное квантовое состояние (от возникающей декогеренции), топологические кубиты более стабильны и защищены от ошибок. Это открывает путь к созданию надежных и масштабируемых квантовых компьютеров.

🚀 Десятилетия исследований дали свои плоды: Microsoft подчеркивает, что Majorana-1 — результат многолетних исследований и разработок в области топологических квантовых вычислений. Сейчас это уже не просто концепт, а процессор, который уже сейчас тестируется и интегрируется в экосистему Azure Quantum.

🔮 Что это значит для квантовых технологий? Топологические кубиты могут радикально изменить подход к квантовым вычислениям. Более стабильные кубиты означают:

• Более мощные и сложные квантовые алгоритмы: мы сможем решать задачи, которые сегодня кажутся невозможными.

• Ускорение развития квантовых приложений: от медицины и материаловедения до финансов и искусственного интеллекта.

🔗 Хотите узнать больше об этом открытии?
Читайте подробную статью от Microsoft.

#квантовыевычисления #топологическиекубиты #Microsoft #Majorana1

Amazon разработал план перехода на постквантовую криптографию

🛡 Amazon Web Services (AWS) составил план перехода на постквантовую криптографию. Это связано с потенциальной угрозой со стороны мощных квантовых компьютеров, которые в будущем могут взломать современные алгоритмы шифрования. План состоит из четырех основных этапов:

▪️инвентаризация и полномасштабная оценка применения криптографических алгоритмов в сервисах AWS.
▪️интеграция алгоритмов для конфиденциальных данных.
▪️внедрение постквантовых подписей для повышения доверия сервисам и обеспечение целостности и безопасности данных.
▪️внедрение постквантовых подписей для аутентификации.

🔐 AWS отмечает, что использует гибридный подход, сочетая традиционные и постквантовые алгоритм, минимизируя неудобство клиентов и обеспечивая безопасность. Также компания применяет недавно внедренные стандарты цифровых подписей от NIST, что обеспечивает совместимость с другими сервисами.

Еще один облачный гигант Сloudflare отмечает, что использует постквантовое шифрование по умолчанию, но для его работы необходима поддержка постквантовых подписей от браузера, что реализовано в последних версиях Chrome.

#AWS #посквантоваякриптография

Amazon представила новый квантовый чип Ocelot, который, по словам компании, на 5 лет приблизит создание полноценного квантового компьютера

📉 Компания AWS утверждает, что новые чипы с архитектурой типа Ocelot потребуют в 5 раз меньше ресурсов на изготовление и сократят время исправления ошибок квантовых вычислений на 90%.

🐱 Для создания чипа Amazon с нуля придумала архитектуру с коррекцией, а не включила коррекцию ошибок в уже существующие прототипы. Ocelot состоит из 14 компонент: 5 кубитов данных, 5 «буферных схем» для стабилизации кубитов данных и 4 кубита для обнаружения ошибок. В качестве кубитов данных, которые используются для квантовых вычислений, компания использовала «кошачьи кубиты» (cat qubits), что помогло значительно снизить ресурсы, необходимые для квантовой коррекции ошибок.

Кошачий кубит существует одновременно в двух состояниях +α или -α, с чем и связано его название по аналогии с котом Шредингера. Достигается это за счет того, что кошачий кубит кодирует одну амплитуду осциллятора с противоположными фазами, в отличии от стандартного сверхпроводящего кубита, который кодирует одну амплитуду (+α или -α) и одну фазу осциллятора. Таким образом, кошачьи кубиты экономят логические кубиты, необходимые для коррекции ошибок, что уменьшает размер чипа. Сверхпроводящие кубиты обычно испытывают как ошибки переворота бита, так и ошибки переворота фазы на высоких частотах, кошачьи кубиты предлагают экспоненциальное уменьшение частоты ошибок переворота бита и линейное увеличение частоты ошибок переворота фазы. Значительное уменьшение количества ошибок переворота битов нивелирует рост количества ошибок переворота фазы.

🛠 Вторым преимуществом прототипа Amazon стало объединение кошачьих кубитов и дополнительных компонент квантовой коррекции ошибок на микрочипе. Ocelot состоит из двух микрочипов (площадью 1 см2), на поверхности каждого из которых расположены суперпроводящие элементы квантовой схемы, в частности кошачьи кубиты, сделанные из тантала. Материаловеды AWS придумали способ обработки тантала на кремниевом чипе, который повысил производительность кубита. В компании отмечают, что чип можно изготавливать масштабируемым образом с помощью процессов микроэлектронной промышленности.

📢 Несмотря на то, что Ocelot только прототип, директор AWS по квантовому оборудованию Оскар Пейнтер не скрывает оптимизм:

«Мы считаем, что если мы собираемся создавать практические квантовые компьютеры, квантовая коррекция ошибок должна быть на первом месте. В будущем квантовые чипы, построенные по архитектуре Ocelot, могут стоить в пять раз меньше существующих чипов из-за резкого сокращения количества ресурсов, необходимых для исправления ошибок. Мы считаем, что это ускорит наш график создания практического квантового компьютера на пять лет».

Квантовые компьютеры и моделирование ранней Вселенной: Прорыв с IBM quantum computers

Недавние исследования в области квантовых технологий открывают новые горизонты для понимания процессов, происходивших в ранней Вселенной. Физики использовали квантовый компьютер IBM, чтобы смоделировать рождение частиц в расширяющейся Вселенной, используя всего 4 логических кубита. Это достижение подчеркивает потенциал квантовых вычислений в решении сложных задач, которые недоступны современным классическим компьютерам.

🖥 Квантовые компьютеры и их применение

Квантовые компьютеры находятся на ранней стадии развития, но уже сейчас они способны решать задачи, которые традиционные суперкомпьютеры не могут выполнить. Одним из первых практических применений квантовых вычислений должны были стать симуляции сложных квантовых систем. Исследователи много лет пытаются создать теорию, объединяющую квантовую механику и гравитацию, и хотя это пока не удалось, квантовые компьютеры предоставляют новый способ изучения космических явлений.

🌌Моделирование ранней Вселенной

В рамках исследования ученые разработали математическую модель расширяющегося пространства-времени, чтобы описать, как ведет себя квантовое поле при расширении Вселенной. В отличие от "плоского" пространства Минковского, в расширяющейся Вселенной действуют другие законы. Когда пространство растягивается, даже в вакууме спонтанно рождаются новые частицы. Это явление, по мнению ученых, происходило на ранних этапах существования Вселенной.
Для воссоздания этого процесса исследователи использовали квантовый процессор IBM Eagle. Сначала они создали модель "пустой" Вселенной, а затем разработали схему, показывающую, как система должна меняться со временем. Каждый из четырех кубитов отвечал за одно из возможных состояний поля: отсутствие частиц, появление частицы в одном из двух режимов или в обоих сразу.

✖️Борьба с ошибками

Кубиты, как известно, очень чувствительны к условиям окружающей среды, что приводит к ошибкам в вычислениях. В данной работе физики разработали алгоритм, состоящий из сотен вентилей, чтобы получить нужный результат. Вместо того чтобы пытаться полностью устранить ошибки, они решили предсказывать их. Изучив, как помехи влияют на результаты вычислений, физики математически определили, какими были бы результаты в идеальных условиях.

📉Результаты исследования

Моделирование подтвердило теоретические предсказания о рождении частиц в расширяющейся Вселенной. Хотя результаты оказались более "шумными", чем в теории, эксперимент продемонстрировал, что такие сложные космологические процессы можно изучать на квантовых компьютерах. Метод борьбы с ошибками значительно улучшил точность результатов, что открывает новые возможности для дальнейших исследований.
Результаты работы были опубликованы в журнале Scientific Reports и впервые демонстрируют возможности цифрового квантового моделирования теории поля в искривленном пространстве-времени. Это достижение не только подчеркивает потенциал квантовых технологий, но и открывает новые горизонты для изучения фундаментальных вопросов о природе Вселенной.

Квантовые компьютеры становятся важным инструментом для физиков, стремящихся понять сложные процессы, происходившие в ранней Вселенной. Исследования в этой области продолжают развиваться, и мы с нетерпением ждем новых открытий, которые могут изменить наше представление о космосе и его законах.