Большинство решений в мире принимают люди. Или нет?
В новом выпуске ПВЗ обсуждаем квантовые компьютеры и задачи, в которых они эффективны.
ПВЗ — Почти Всё Знают — наш подкаст о технологиях, которые проникают во все сферы жизни. Его ведут эксперты Ozon Tech: Марина Самойлова, руководитель направления платформы данных, и Виктор Корейша, руководитель направления Managed Services.
Гость эпизода — Алексей Фёдоров, руководитель научной группы Российского квантового центра. Алексей поделился, над какими квантовыми технологиями работают учёные сейчас. Рассказал, как правильно интерпретировать и верифицировать результаты квантовых вычислений.
Смотрите в VK Видео | на YouTube и слушайте, если хотите узнать, почему квантовые компьютеры — это история не про большие данные, а про сложные задачи.
Все знают: квантовые компьютеры требуют жидкого гелия, вакуума и миллиардов долларов. Но что если кубит можно сделать из формы, а не из экзотики? Не сверхпроводник, не ион в ловушке — а просто две воронки, соединённые трубкой.
Это не фантазия. Это физика волн + инженерия формы.
Как это выглядит?
Представьте две перевёрнутые воронки, соединённые узкими концами. Получается замкнутая поверхность — вроде песочных часов, но гладкая и симметричная, согласно геометрической Волновой Инженерии.
Электромагнитная волна, попав внутрь, не рассеивается хаотично — она фокусируется одновременно в двух точках:
одна в верхней воронке (зона A)
вторая в нижней (зона B)
Между зонами — узкий канал. Волна перетекает туда-сюда, как вода в сообщающихся сосудах.
Такую систему можно назвать аналогом кубита, если ты:
1. Точно определяешь, где находится энергия.
2. Управляешь фазой перехода.
3. Читаешь информацию.
Главная проблема: это классика!!!
Пока волна — это просто волна. Нет запутанности, нет настоящей суперпозиции фотонов.
Чтобы стать настоящим квантовым кубитом, нужно:
Сделать резонатор сверхкачественным Волна должна «прожить» миллионы колебаний, не растеряв энергию. → Q-фактор > 1 000 000 (как в сапфировых резонаторах)
Поднять частоту или понизить потери При комнатной температуре на 10 ГГц — 600 тепловых фотонов в моде. → Перейти на 100 ГГц или ТГц — тепловых фотонов почти нет
Возбуждение и считывание - с "умом".
Тогда волна перестаёт быть классической. Поле описывается операторами, появляются:
когерентные состояния
сжатые состояния
настоящая запутанность между воронками
От одного кубита — к целой решётке
Одиночная воронка — кантовая игрушка. А тысяча воронок на чипе — уже компьютер.
Что это даёт на практике?
Квантовый сенсор Чувствует фазу на уровне 10⁻¹⁰ рад
Квантовый буфер в CPU Хранит 8–16 кубитов рядом с ядром
Гибридный чип Квантовая логика + обычная CMOS
Топологический процессор Не боится пыли, нагрева, вибраций
Вместо вывода
Кубит — это не материал. Это форма.
Если волна живёт достаточно долго и «чувствует» геометрию — она становится квантовой. Не нужно охлаждать чип до –273 °C. Нужно правильно согнуть пространство.
🔒 Квантовый протокол для защиты данных между ИИ и облаком.
Исследователи из MIT разработали уникальный протокол безопасности, который использует квантовые свойства света для защиты данных при обмене между клиентом и облачным сервером. Этот метод обеспечивает не только защиту данных, но и сохраняет точность моделей глубокого обучения на уровне 96%.
Как это работает? 🔹 Протокол основан на теореме о невозможности клонирования квантовой механики: данные кодируются в лазерном свете, который используется в волоконно-оптических системах связи. Это делает невозможным перехват информации без обнаружения.
🔹 Сервер кодирует веса нейронной сети в оптическое поле и передает их клиенту. Клиент, используя свои данные, выполняет операции, не раскрывая их серверу.
🔹 Квантовая природа света предотвращает возможность копирования весов или получения дополнительной информации о модели. Как только клиент завершает один уровень вычислений, доступ к предыдущему уровню блокируется.
Двусторонняя защита Этот подход защищаетданные клиента от утечки на сервер, а также защищает модель сервера от копирования клиентом. Это делает протокол идеальным для использования в облачных вычислениях, включая такие ресурсоемкие задачи, как работа с моделями ИИ (например, GPT-4).
🔬 Метод совместим с существующим телекоммуникационным оборудованием, что делает его готовым к внедрению на практике, особенно в таких чувствительных областях, как здравоохранение.
Фотонный процессор в России: что за чудо и с чем его едят?
РИА Новости сообщают, что к концу года в России завершат испытания фотонного процессора. Что в нём инновационного и реально ли ждать в нашей стране такое устройство?
Представьте, что вам надо послать сообщение и вы передаёте письмо «Камазом». Почему же не легковой машиной или даже по интернету? Сейчас с вычислительной техникой ситуация плюс-минус аналогичная — информация передаётся с помощью электронов, а ведь у нас есть частицы гораздо легче — фотоны. Массы покоя они вообще не имеют, а значит любые преобразования способны проводить быстрее. Теоретически. А ещё не будет потерь тепла на сопротивление. Вот и получается, что процессор, в котором вычисления проводятся не на электронах, а на фотонах, должен быть быстрее в десятки тысяч раз и с минимальным энергопотреблением.
Теория замечательная. Однако для фотонов придётся заново создавать вентили, которые смогут превращать их в нули и единицы и совершать с ними операции. Пока есть только тестовые образцы.
Сможет ли Россия обогнать весь? Материаловедение сейчас развивается во всём мире, и тот же Росатом вовсю работает над новыми материалами. Так что на данном этапе всё возможно. Тем более, что в этом году мы получим только прототип фотонного процессора со скромными характеристиками. К 2030 году российские учёные обещают разогнать его до 1000 экзафлопс при энергопотреблении в 10 000 раз ниже обычного. Звучит фантастично. А ведь потом встанет вопрос серийного производства...
Нетронутые с 2010 года биткоины начали перемещаться...;
Неизвестный майнер, добывший 2 тыс. биткоинов в 2010 году, объединил свои активы в одном кошельке. Об этом пишет The Block. На момент добычи монет их совокупная стоимость составляла около $600, однако сегодня она достигла почти $140 млн.
Схема электронной подписи «Шиповник» на основе кодов, исправляющих ошибки — один из кандидатов на новый российский стандарт постквантовых механизмов.
Наши специалисты-исследователи лаборатории криптографии Виктория Высоцкая и Диана Дас провели углублённый анализ стойкости этой схемы. Об этом они рассказали на конференции РусКрипто'24.
В работе приведена классификация атак на «Шиповник» с использованием алгоритмов, решающих задачи поиска прообраза и второго прообраза внутренней троичной хэш-функции, а также поиска коллизии хэш-функции Стрибог. Анализ коллег показал, что текущий набор параметров позволяет обеспечить стойкость схемы к рассмотренному множеству атак.
В Москве 30 января 2024 года пройдёт форум «Квант». На этом мероприятии эксперты и специалисты по квантовым технологиям подведут итоги 2023 года и определят дальнейшую траекторию развития отрасли в России. Форум пройдёт по адресу: Москва, Олимпийский проспект, дом 18/1, «Azimut Сити Отель Олимпик Москва».
На мероприятии обсудят консолидацию бизнес‑среды и академического сообщества в целях внедрения в производство российских разработок с использованием квантовых технологий, роль теоретической разработки и практической реализации квантовых и постквантовых алгоритмов в развитии квантовых технологий, квантовую криптографию, подготовку кадров и выработку стандартов в области квантовых коммуникаций и так далее.
В программе форума будут затронуты темы формирования рынка и развития сотрудничества в отрасли, популяризации квантовых технологий, цифрового суверенитета и внедрения квантовых технологий, совершенствования порядка обеспечения средствами квантовой коммуникации объектов КИИ и многое другое. С полной программой мероприятия можно ознакомиться на сайте мероприятия.
Среди спикеров и участников мероприятия будут: директор института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС Фёдоров Алексей, заведующий кафедрой квантовой оптики и телекоммуникаций НИУ ВШЭ Гольцман Григорий, Владимир, руководитель Центра научных исследований и перспективных разработок ОАО «ИнфоТеКС» Елисеев Владимир, заместитель Минцифры РФ Шойтов Александр.
Конференция проходила в течение пяти дней с 9 по 13 октября. Участники обсудили новейшие передовые исследования в области лазерных систем, квантовой информатики, нелинейной оптики, оптического материаловедения, биофотоники, телекоммуникаций, экологического мониторинга, безопасности, аэрокосмической промышленности и даже сферы искусства.
Коллеги поделились друг с другом своими последними научными исследованиями, рассказали об открытиях и доработках в уже существующих технологических решениях.
Подробнее о разработках «СМАРТС-Кванттелеком» рассказал во время заседания «Индустриальная фотоника» начальник отдела научных исследований, Владимир Егоров. Запись трансляции можно посмотреть по ссылке.
Компания благодарит организаторов конференции и пусть наше сотрудничество остается таким же плодотворным.
