Национальная квантовая лаборатория ежемесячно размещает дайджест топ-публикаций об исследованиях и открытиях в области квантовых технологий. Выпуск от августа 2023 года посвящен следующим темам:
— Итоги Форума будущих технологий «Вычисления и связь. Квантовый мир»
Форум проводился 9–14 июля в рамках мероприятий Десятилетия науки и технологий в России. Оператором Форума выступил Фонд Росконгресс при поддержке Минсвязи России и Российской академии наук. Соорганизаторами стали ОАО «РЖД» и ГК «Росатом». Организатором научной конференции ICQT 2023, которая прошла в рамках Форума, выступил Российский квантовый центр.
• Президент России Владимир Путин в своем выступлении предложил «в течение года подготовить новый национальный проект на период до 2030 года, а именно нацпроект по формированию экономики данных». «При этом у нас должны быть не просто научные разработки и базовые решения, а вся технологическая и производственная цепочка».
• Ассоциация «Альянс в сфере искусственного интеллекта», в которую входят ведущие компании страны, запускает новое направление по применению квантовых технологий в сфере искусственного интеллекта.
• Москва к концу 2024 года создаст квантовый кластер на базе инфраструктуры инновационного центра «Сколково».
• Подписано соглашение между Российским квантовым центром и VK, которое ускорит развитие квантовых вычислений в облаке.
• Фондом развития научно-культурных связей «Вызов» при поддержке Газпромбанка учреждена Национальная премия в области будущих технологий «Вызов». Партнером премии выступило Правительство Москвы.
• Международная научная конференция ICQT 2023, открывшая Форум, собрала ученых из России, Индии, Бразилии, Китая, Франции, Швеции, Беларуси, Германии и Австралии. На площадке состоялся ряд дискуссий, посвященных международному сотрудничеству и реализации совместных проектов.
— Квантовый мост между Россией и Китаем
Российские специалисты завершили эксперимент по распределению квантового криптографического ключа с помощью китайского спутника Micius между двумя наземными приёмными станциями. Российская станция находилась на территории Звенигородской обсерватории ИНАСАН, а станция китайской стороны — в районе Наньшань, КНР. Общий объем полученного ключа в ходе этого сеанса, составил 614 Кбит, продолжительность сеанса — 200 сек.
— Правительство РФ разработало концепцию регулирования квантовых коммуникаций до 2030 года.
В концепции подчеркивается необходимость формирования правового механизма, регулирующего использование квантовых коммуникаций в существующих сетях связи, а также создания новых сетей квантовой связи. Таким механизмом могут стать экспериментальные правовые режимы в сфере цифровых инноваций.
— Южная Корея до 2035 года инвестирует в квантовые технологии 2,33 млрд долл.
Заявление о старте национальной квантовой программы сделал Министр науки и информационных технологий Республики Корея. Бюджет программы составит 3 трлн вон (около 2,33 млрд долл. США). Предполагается, что к 2035 году число исследователей в области квантовой науки и технологий увеличится в 7 раз до 2500 человек, будут разработаны квантовые компьютеры и сенсоры на базе собственных технологий, а доля мирового рынка, занимаемая корейскими производителями, составит не менее 10%
— Нидерланды, Германия и Франция укрепляют сотрудничество в квантовой сфере
Во исполнение соглашения, заключённого в ноябре 2022 г., три страны приступили к конкретным шагам по строительству общей экосистемы для ускоренного развития квантовых технологий. Стороны планируют учредить сеть исследовательских и производственных центров общего пользования «Европейский квантовый кампус», а также согласовать общую программу исследований и разработок.
— Индия через два года запустит свой собственный квантовый спутник
Впервые система квантовой связи в открытом пространстве была продемонстрирована в Индии в 2020 году. Тогда учёным удалось передать квантовый ключ на расстояние 300 метров. В июле Индийская организация космических исследований (ISRO) объявила о начале работ по созданию национальной системы квантовой спутниковой связи. Команда исследователей будет сформирована на базе ключевого института индийской космической программы — Лаборатории физических исследований (PRL).
— NIST опубликовал перечень схем цифровой подписи для конкурса на дополнительный квантовоустойчивый стандарт
В перечень вошло 40 схем, основанных на различных синтезных принципах, в их числе задачи теории решеток, кодирования, хэш-функций и другие. Интерес представляет возвращение схем, основанных на пересмотренных задачах изогений эллиптических кривых, систем нелинейных уравнений, учитывая, что в результате первого конкурса NIST схемы этих классов (SIKE, Rainbow) были скомпрометированы. Основной причиной проведения дополнительного раунда стал тот факт, что наиболее эффективные схемы-победители основного этапа (CRYSTALS-Dilithium, Falcon) основаны на задачах теории решеток, а третий финалист — SPHINCS — уступает им по производительности.
— Новые приложения квантовой оптимизации для бизнеса
Решение задач дискретной оптимизации — одно из успешных направлений раннего внедрения квантовых вычислений. В июле стартовало несколько новых проектов, нацеленных на использование квантовой оптимизации для решения практических задач.
— Quantum South расширил возможности ПО для оптимизации загрузки самолёта
Победитель Airbus Quantum Computing Challenge 2019 г. уругвайский стартап Quantum-South выпустил новый релиз комплексного программного пакета для грузовых и пассажирских авиакомпаний. Новая версия позволяет с использованием вычислителя D-Wave в течение нескольких минут рассчитать оптимальный порядок загрузки аэродромных тележек, а также наилучшее распределение груза и топлива внутри наиболее популярных грузовых и пассажирских авиалайнеров.
-
— Преимущество квантововдохновлённых методов для предсказания стоимости опционов
Для предсказания стоимости сложных опционов с несколькими активами обычно используется математический метод Монте-Карло. Новый подход на основе квантово-вдохновлённых тензорных сетей, предложенный британским инвестиционным банком Cirdan Capital совместно с компанией Terra Quantum, позволяет ускорить ряд вычислительных операций, таких как решение систем дифференциальных уравнений и многомерное интегрирование, и таким образом увеличить скорость решения основной задачи на 75%. Расчёты пока выполняются на вычислительном GPU-кластере, но в будущем могут быть перенесены на полноценный квантовый компьютер.
— Использование квантовых вычислений в физике высоких энергий
Большая команда учёных из CERN, DESY, IBM и еще 30 организаций подготовила Белую книгу по использованию квантовых вычислений в практических задачах физики высоких энергий. Рассмотрены перспективы использования квантовых алгоритмов для оптимизации системы детектирования элементарных частиц и обработки изображений для современных ускорителей, статистического анализа результатов эксперимента, поиска аномалий, а также для физического моделирования.
— Q-CTRL разрабатывает квантовые навигационные сенсоры по заказу Минобороны Австралии
Сверхточные инерционные устройства на основе квантового гироскопа и акселерометра способны обеспечивать навигацию в отсутствие сигнала от спутниковой GPS, в частности, для подводных лодок.
— Первый сверхпроводник при комнатной температуре и атмосферном давлении
Южнокорейские физики в апатите свинца заместили часть атомов свинца более маленькими атомами меди. За счет этого уменьшился размер решетки, возникли внутренние механические напряжения и в конечном итоге — сверхпроводимость. Критическая температура материала, полученного методом твердотельного синтеза, составила 127 C..
— Первый в России источник одиночных фотонов для квантовых компьютеров
Источник одиночных фотонов создан в ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН в рамках реализации дорожной карты квантовых вычислений. Он предназначен для использования в прототипе фотонного квантового компьютера на основе линейной оптики.
— Время когерентности кубита-флаксониума увеличено до 1,43 миллисекунд
Группа, возглавляемая профессором университета Мериленда Владимиром Манучаряном (изобретатель сверхпроводникового кубита-флаксониума), продемонстрировала новый рекорд времени когерентности в этих перспективных объектах. За счёт снижения рабочей частоты и улучшения схемотехники им удалось увеличить его до 1,43 мс.
— Китайские учёные смогли запутать между собой 52 сверхпроводниковых кубита
Группа китайских физиков под руководством Жан-Вей Пена смогла оптимизировать характеристики 66-кубитного сверхпроводникового процессора Zuchongzhi −2, увеличив в нём точность выполнения одно-и двухкубитных операций до 99,91 и 99,05%. Это помогло им сгенерировать одно- и двухмерные кластерные состояния с участием 52 и 30 кубитов и точностью 63,7 и 67,1%, соответственно.
— IBM приблизилась к практическому квантовому преимуществу
В статистике методы Монте-Карло с марковскими цепями это класс алгоритмов для осуществления выборки (семплирования) на основе определенного распределения вероятностей, например, для задачи оценки рисков. Учёные IBM обнаружили, что квантовая версия этого метода обладает достаточной устойчивостью к шумам и поэтому может быть успешно реализована на существующих «шумных» квантовых компьютерах.
— Моделирование молекулы водорода с использованием прототипа логических кубитов
Учёные Quantinuum выполнили расчёт энергии основного состояния молекулы водорода, используя прототипы логических кубитов в ионном процессоре H1. Каждый из таких «логических кубитов» состоял из нескольких физических и был в состоянии обнаруживать ошибки в вычислениях. Однако, в отличие от полноценных логических кубитов, функция коррекции ошибок в этой системе пока отсутствует.
Подробнее читайте в дайджесте Национальной квантовой лаборатории по
ссылке.
