Наша електронна пошта:
smila.ua@ukr.net
logo
icon-top-follow icon-top-fb

 

Ukraine1

 

Стрічка новин

Авторизуватися через соціальні мережі:

 

 

 

Ukraine

 

Політика

Вчені зі США знайшли «п'ятий елемент» для квантових комп’ютерів

 

 

Квантове програмування — одна з найперспективніших розробок сучасності. До цього часу вчені не можуть знайти підходящий матеріал для повноцінних квантових комп’ютерів.

В Університеті науки та технологій Китаю, а також у компанії Google, останніми роками вже заявляли про досягнення квантової переваги.

Під цим терміном зазвичай мається на увазі створення повноцінного квантового комп'ютера з можливістю вирішувати завдання, які не може вирішити навіть найпотужніший суперкомп'ютер.

Однак ця «перевага» була дуже умовною, оскільки завдання, які виконують квантові комп'ютери дуже специфічні і не несуть особливої користі для будь-якої зі сфер людського життя.

Перший практичний квантовий комп'ютер має здійснити експонентний стрибок у обчислювальній потужності. І дозволить моделювати досконалі матеріали, ліки, розробляти штучний інтелект, нові методи криптографії тощо.

Головною проблемою на шляху створення такого комп'ютера залишається розробка стійкого матеріалу, який дозволить підтримувати особливий стан — квантову суперпозицію — для моментальної обробки величезної кількості даних.

Нещодавно вчені зі США виявили дуже перспективний варіант, що може використовуватись у ролі такого матеріалу.

 

Як працює квантовий комп'ютер?

Класичні комп'ютери шифрують всю інформацію у бітах, і один біт – це мінімальна одиниця інформації у нашому світі. Значення біта може становити 0 (нуль) або 1 (одиниця).

На відміну від цього, мінімальною одиницею інформації у квантових комп'ютерах є кубіти. Кубіти можуть перебувати одразу у двох станах – і 0, і 1. Цей стан – квантова суперпозиція – вважають одним із фундаментальних принципів квантової механіки.

Величезна перевага кубітів полягає у тому, що чим більше їх є у квантовому процесорі – тим більше можливих станів доступні квантовому комп'ютеру. Іншими словами, один кубіт додає один ступінь до 2; два кубіти дасть 4 можливі стани (2²); десять кубітів - 1024 (2¹º) і так далі.

Саме завдяки цьому квантові комп'ютери повинні будуть набагато швидше виконувати найскладніші обчислення.

Проблема у тому, що стан квантової суперпозиції, якого вчені досягли нещодавно, вкрай нестабільний: для цього поки використовують матеріали, які можуть передавати інформацію при температурах, близьких до абсолютного нуля.

Днями квантові фізики зі США опублікували результати дослідження, згідно з якими вони могли виявити чи не ідеальний матеріал для квантових процесорів.

 

Про що йде мова?
Відкриття зробили вчені з Аргонського національної лабораторії, Національної лабораторії ім. Лоуренса в Берклі, Лабораторії штучного інтелекту МТІ, а також науково-дослідних інститутів при Вашингтонському Університеті та Чикагському Університеті.

Відповідно до результатів роботи фізиків, ідеальним матеріалом для створення надпровідної квантової схеми може стати заморожений неоновий газ.

Дослідники припускають, що в основі кубіту квантового комп'ютера може бути електрон, захоплений в атомах замороженого неону. Один із авторів дослідження Дафей Джин заявив, що таку платформу можна відносно легко розробити при низьких витратах.

У роботі вказано, що новий кубит на основі електрону в замороженому неоні є стабільним протягом тривалого часу (близько однієї секунди), він дуже стійкий до зовнішніх перешкод, а також швидко переходить з одного до іншого стану (приблизно за одну мільярдну частку секунди або наносекунду).

Фізики розробили експериментальний пристрій, який називається надпровідниковий мікрохвильовий резонатор. Цей пристрій допомагає зчитувати стан кубіту та аналізувати, наскільки добре він працює.

«За допомогою цієї платформи ми вперше досягли сильного зв'язку між одним електроном у майже вакуумному середовищі та одним мікрохвильовим фотоном у резонаторі. Це відкриває можливість використовувати мікрохвильові фотони для керування кожним електронним кубитом і пов'язувати багато з них у квантовому процесорі», — пояснив Сяньцзін Чжоу з національної лабораторії Аргона.

Дослідження провели у так званому рефрижераторі розчинення - науковому приладі, який може знизити температуру до 10 міліградусів вище абсолютного нуля або близько мінус 273,15 градуса за Цельсієм.

Це означає, що квантові процесори ще дуже далекі від їх використання у будь-якій із сфер людського життя. У той же час, навіть такі ранні розробки доводять, що технологія дуже перспективна, і вона може змінити світ комп'ютерних обчислень.

 

Квантовий апокаліпсис
Поряд із усіма перспективами квантових комп'ютерів, дослідники також виділяють можливі негативні наслідки цього винаходу.

Річ у тому, що повноцінний квантовий буквально зруйнує всі досягнення криптографії, якими ми користуємося сьогодні.

За допомогою квантових обчислень можна буде вибрати будь-які ключі шифрування для сучасних криптографічних протоколів за лічені хвилини. Це і називають квантовим апокаліпсисом.

«Все, що ми сьогодні робимо у інтернеті – від покупок та банківських переказів до взаємодій у соцмережах – все це зашифровано. Однак, коли з'явиться функціонуючий квантовий комп'ютер, який зможе зламати це шифрування… він дасть можливість тому, хто його використовує, очистити банківські рахунки та повністю вимкнути усі урядові системи захисту… спустошеними будуть навіть біткоїн-гаманці», — говорив Харрі Оуен, директор зі стратегії компанії PostQuantum, що займається пост-квантовою криптографією.

За деякими прогнозами, робочі квантові комп'ютери можуть з'явитися вже у найближчому десятилітті. А Національний інститут стандартів та технологій США заявляв про плани випустити перший стандарт квантовостійкої криптографії у 2022 році.

Прототипи квантових комп'ютерів також розробляють у Google, Microsoft, Intel, IBM та інших компаніях. Але ці компанії, як і раніше, вважають, що кубіти стануть корисним доповненням до традиційних біт, а не знищать їх.

 

Кубіти на службі військових
Очевидно, навколо теми квантового апокаліпсису та квантових комп'ютерів в принципі існує багато теорій змови.

Але є й деякі реальні факти: наприклад, колишній співробітник ЦРУ Едвард Сноуден публікував дані, згідно з якими Національне агентство безпеки США ще у 2013-му виділило близько $80 млн на створення квантового комп'ютера, що зможе обійти більшість типів сучасної криптографії.

«Документи вказують на те, що Агентство проводить деякі дослідження у великих екранованих приміщеннях, відомих як клітини Фарадея, які призначені для запобігання проникненню та виходу електромагнітної енергії. Вони можуть використовуватися для проведення дуже чутливих експериментів з квантовими обчисленнями», — писала газета The Washington Post.

Враховуючи, що квантовий комп'ютер зможе легко зламати найнадійніші інструменти шифрування повідомлень, фінансових транзакцій та будь-яких схем цифрового підпису — перша країна, яка розробить цей комп'ютер, отримає майже необмежену владу над сучасним цифровим світом.

Можливо тому квантове програмування є серед ключових пунктів у Стратегії військово-цивільного синтезу Комуністичної партії Китаю, яка передбачає перетворення Народно-визвольної армії на «збройні сили світового рівня» до 2049 року.

«Домінування Китаю в галузі штучного інтелекту, машинного навчання, 5G та квантових обчислень надасть величезну перевагу у майбутніх конфліктах. Військові, які можуть швидше передавати дані та прискорювати процес прийняття рішень, переграють свого супротивника», — писав дослідник державної політики та національної безпеки США з Лексінгтонського інституту Деніел Гур.

Разом з ленд-лізом для України, днями президент США Джо Байден також підписав Меморандум про національну безпеку, спрямований на «збереження лідерства США у галузі квантових інформаційних наук та зниження ризиків, пов'язаних із квантовими обчисленнями для національної безпеки».

«Квантовий комп'ютер може поставити під загрозу цивільний та військовий зв'язок, а також підірвати системи спостереження та контролю за критично важливою інфраструктурою. Захист №1 від загрози квантових обчислень - це впровадження квантово-стійкої криптографії у наші найважливіші системи», - заявив глава Кібернетичного командування США та генерал армії США Пол Мікі Накасоне.

Однак, деякі експерти припускають, що Китай вже вирвався вперед у квантовій гонці проти США.

І, як ви могли помітити, провідний автор вищезгаданого дослідження про електрони замороженого неону — виходець із КНР та випускник китайського Університету Нанджунга Сяньцзін Чжоу.

 

Джерело: НВтехно

scroll back to top

Додати коментар

 

Захисний код
Оновити

t me

 

Дійові особи

Володимир ПАПАЧ

Про ріст захворюваності на Covid-19

 

 

Андрій КЛИМЕНКО

Про погрози окупантів висадити в повітря атомну станцію

 

 

Марія ДАНИЛЮК- ЄРМОЛАЄВА

Про тих чоловіків, які втекли з країни і про тих Героїв, які нас захищають

Банер Сміла ЮА

 

 
 
Політика
Відбулась сесія міської ради, на якій депутати проголосували за 52 питання порядку денного

20 квітня 2022, 17:25

20 квітня у малому залі Будинку рад відбулась 41-ша сесія Смілянської міської ради. На порядок денний винесли 52 питання, які перед цим були опрацьовані на постійних депутатських комісіях.


Економіка
До бюджетів область сплатила 10,2 млрд гривень податків

08 серпня 2022, 13:27

2022 08 08 podatkiПлатники нашої області з початку року до бюджетів усіх рівнів сплатили 10,2 млрд грн податків, зборів та платежів. Порівняно з аналогічним періодом минулого року до бюджетів спрямовано на 1,5 млрд грн, або на 16,8 відс. більше податків, зборів та платежів.


Суспільство
Президент подякував за гуманітарну підтримку українців

13 серпня 2022, 14:31

Президент Володимир Зеленський подякував світу за гуманітарну підтримку українців.


Цікаво
Підлітки виклали з коробок із пластівцями український прапор. Мозаїка побила світовий рекорд

13 серпня 2022, 16:15

2022 08 13 korobki1В американському штаті Чикаго підлітки виклали мозаїку у вигляді прапору України з коробок від пластівців. Вони побили світовий рекорд, а крім цього — зібрали 15 тисяч доларів для допомоги Україні.


Афіша
11 серпня на Богдана запрошують переглянути кіно під відкритим небом

10 серпня 2022, 17:29

2022 08 10 afishУчасники «Молодіжного простору «Всі свої» продовжують збирати кошти на придбання тепловізору для хлопців із 158-го батальйону. Тож цього разу активісти проведуть цікавий благодійний захід у мікрорайоні Богдана, щоб розшевелити тамтешню молодь.