Квантовые технологии

Google: квантовые компьютеры к 2029 году

Вице-президент Google по информационной безопасности Хизер Адкинс сообщила, что компания готовится к наступлению постквантовой эры криптографии в 2029 году. Почему это перевернёт ИТ-индустрию?

Джеймс Камерон в «Терминаторе» пугал нас Скайнетом и Судным днём с восстанием машин. Но робототехника развивается медленнее, чем квантовые технологии. Оказалось, что физика позволяет отменить всё, что мы знали об информационной безопасности до сегодняшнего дня.

Квантовые компьютеры из-за особенностей устройства могут считать в триллионы раз быстрее традиционных суперкомпьютеров — этот момент будет называться квантовым превосходством, а Google называет это «Днём Q». И это будет кошмар для всех ИТ-бизнесов. Потому что производительность позволит расколоть любой современный шифр, прочитать любую переписку, перехватить любую банковскую транзакцию, и ни один Telegram не поможет.

Google призывает готовиться к «Дню Q» уже сейчас. Во-первых, наши традиционные x86-процессоры могут шифровать информацию так, что она не будет взломана квантовыми компьютерами. Это требует большой головной боли — смены всех алгоритмов шифрования в уже написанных программах, но иначе в 2029 году Google может оказаться прав, и мы окажемся беззащитны перед хакерами.

Справедливости ради, «День Q» неоднократно переносился, и тот же Google уже не раз заявлял о достижении квантового превосходства, но классические ИТ-системы по-прежнему защищены. Но важно изучать потенциальные последствия и готовиться к ним, а не надеяться, что 2029 год будет перенесён на 2031 или 2035. Потому что, как Судный день в фильмах Джеймса Камерона, «День Q» всё равно настанет, и к нему надо быть готовым.

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.

Кубит без холодильника

Зачем искать новый кубит?

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 защищает данные 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.

📄 Узнать больше на arXiv.org

Наш TG канал.

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...

А я предупреждал (неоднократно)?

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.

https://www.rbc.ru/crypto/news/6603f9209a7 947 334c651b10?from=vitrina_for‑investors_2&utm_source=rbc.ru&utm_medium=inhouse_media&utm_campaign=vitrina_for‑investors__2&utm_content=6603f9209a7 947 334c651b10&utm_term=10.4B_noauth

А разве кошельки битка уже не повскрывали с помощью квантовых вычислений?Или пока курс держат для хомячков, которые не в курсе?

https://habr.com/ru/articles/757 660/comments/#comment_25 913 010

ЗЫ.... но их много... (криптохомячков)

UPD.

Господи... как #войтивайти за...

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.

СМАРТС-Кванттелеком – спонсор и партнер первой Всероссийской научной конференции «Невская фотоника»

На базе Университета ИТМО прошла первая конференция «Невская фотоника-2023», где ООО «СМАРТС-Кванттелеком» стала партнером и участником

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.