На данный момент наука проходит тернистый путь по доказательству, определению и пониманию человеческого сознания. Вместе с этим, один стартап стремится применить передовые теории сознания к моделям искусственного интеллекта — и создать первый разумный искусственный интеллект. Речь идет про канадский стартап Nirvanic, участники которого ищут доказательства теории квантового сознания, создав на их основе разумный искусственный интеллект и роботов, наделенных этим ИИ. Перечень текущих стандартов и рекомендаций NIST в части асимметричной криптографии со ссылками на их официальные публикации приведен в списке литературы к данной статье. В своей предыдущей статье (посвященной оценке необходимости срочного перехода на постквантовые криптоалгоритмы) я упомянул о принятых в США стандартах на постквантовые алгоритмы электронной подписи и обмена ключами.
Это открывает принципиально новые возможности для создания квантовых компьютеров и других устройств, например, систем медицинской визуализации. 24 октября 2023 года стартап Atom Computing объявил о создании первого в отрасли квантового компьютера с более чем 1000 кубитов. Компания заявляет, что это знаковое событие, поскольку с появлением подобных систем универсальные квантовые компьютеры начнут трансформировать отрасль высокопроизводительных вычислений (НРС).
То есть технология уже работает, она близка к коммерциализации. При этом есть определенные барьеры, не позволяющие ее использовать не в тестовом режиме. Для полноценного запуска нужен определенный набор мероприятий, в том числе организационных, регуляторных. Однако с точки зрения технологии — это то, что сейчас работает и готово к применению. Стратегические объекты критической инфраструктуры нужно защищать так надежно, насколько это возможно.
Мне понадобилось много времени, чтобы разобраться в теме, собрать из отдельных паззлов цельную картину и определиться, какое из предложенных решений парадокса наиболее убедительно. Объяснить это лаконично, простыми словами, на естественном языке и без единой формулы, сохранив всю информацию до последнего бита, практически невозможно. У меня не получилось уложиться в одну статью, так что самое интересное будет здесь, в продолжении. В своей работе в 2003 году году один из основателей компании Intel, Гордон Мур, указал на наличие физических пределов, которые не позволят продолжать процесс миниатюризации транзисторов до бесконечности.
На сегодняшний день квантовые технологии — это приоритет для многих стран. Передовые позиции занимают США, Китай, страны Евросоюза, Канада, Япония и Южная Корея. В этих государствах технологии активно развиваются и получают поддержку на уровне государства. В России также придается большое значение развитию этой высокотехнологичной отрасли. Благодаря последовательной политике руководства наша страна уверенно входит в число лидеров, обладающих значительным научно-техническим потенциалом в квантовых технологиях.
Путь Найден: Квантовые Компьютеры
Поддержка со стороны индустрии, востребованность результатов, которые будут получены, — важные преимущества. Морозным декабрьским утром, когда Люблино ещё спало под тяжелым снежным одеялом, я совершал свой ежедневный ритуал. Кофемашина, купленная на распродаже в девятнадцатом году привычно шумела на кухне, пока я просматривал утреннюю подборку финансовых новостей.
Решения
Вместе с тем Азиатско-Тихоокеанский регион демонстрирует наиболее высокие темпы роста. Благодаря возможности выполнять очень сложные вычисления значительно быстрее, или даже моделировать эти лекарства на молекулярном уровне, квантовые компьютеры способны предоставить такой необходимый рост производительности и скорости. Большинство специалистов согласны с тем, что квантовые компьютеры – это наш шанс справиться с вызовами 21 века. Первые квантовые компьютеры напоминают старые громоздкие вычислительные системы, они поставляются в больших шкафах высотой около three метров и объёмом около 20 куб. При этом размеры самого квантового чипа сопоставимы с размерами ногтя большого пальца. Это устройство применяет для вычисления не классические алгоритмы, а процессы квантовой природы – квантовые алгоритмы, использующие эффекты квантовой механики, такие как квантовый параллелизм и квантовая запутанность.
По заявлениям Quantinuum, новая система приближает эпоху универсальных отказоустойчивых квантовых вычислений. Участники проекта работали над созданием алгоритмов и кодов для решения сложных квантовых задач с помощью классических компьютеров. В частности, изучалась двумерная квантовая система переворачивающихся магнитов. В квантовых масштабах отдельный магнит может быть ориентирован вверх или вниз, или он может находиться в суперпозиции — квантовом состоянии, в котором он одновременно указывает и вверх, и вниз. То, насколько вверх или вниз направлен магнит, определяет количество энергии, которой он обладает, когда находится в магнитном поле. Однако некоторые подобные проблемы теоретически могут быть решены с помощью квантовых компьютеров, а это означает, что однажды квантовые компьютеры смогут взламывать современные методы шифрования .
Хрупкое квантовое состояние может нарушаться вмешательством любого, из достаточно большого набора внешних факторов, от которых отгородиться полностью не получается принципиально. квантовые технологии Решением этой проблемы является квантовый код коррекции ошибок, основа которого – классический метод устранения ошибок, достаточно широко используемый в современной вычислительной технике. Увеличить дальность передачи квантовой информации, помимо квантовых повторителей, могут квантовые спутники (№ 6) на низких околоземных орбитах. Они позволяют передавать зашифрованные сообщения на наземные станции, при этом на значительно бóльшие расстояния между сторонами коммуникации по сравнению с наземным способом квантовой связи, пояснили исследователи. Подобная система создана только в Китае на базе спутников «Мо-цзы» (Mozi, 2016) и «Цзинань-1» (Jinan 1, 2022). Однако китайские устройства до сих пор имеют серьезное техническое ограничение — низкую скорость генерации ключей.
- Для полноценного запуска нужен определенный набор мероприятий, в том числе организационных, регуляторных.
- Тот период развития физики и технологий принято называть первой квантовой революцией.
- Пора переходить к их использованию по сервисной модели и развивать в России собственные квантовые облака.
- В конце июня 2019 года стало известно о том, что ABN Amro первым среди банков начал использовать квантовые вычисления для борьбы с кибератаками.
Но, чтобы оно по-настоящему раскрыло свой потенциал, нужна концентрация интеллектуальных ресурсов. Поэтому она разрабатывается и стандартизируется уже сегодня. Для реализации подобных протоколов связи необходимо наладить квантовую коммуникацию между отправителем и получателем. В случае городских сетей, это можно сделать с помощью оптоволоконных линий. Также распределение ключа между неподвижными объектами можно организовать «по воздуху», с помощью лазера и детектора. Эти подходы уже были реализованы — предельные расстояния составляют около нескольких сотен километров в обоих случаях.
В то же время, всё большее внимание в мире уделяется поддержке стартапов в области квантовых технологий. Так, в 2022 году венчурные инвесторы по всему миру вложили в них $2,35 млрд. Как отмечается в докладе, ведущие страны мира, понимая прорывной потенциал этого направления, включают квантовые технологии в национальные программы и выделяют всё бОльшие бюджеты на исследования. Лидером здесь выступает Китай с общим объёмом госфинансирования в размере $15,3 аналитика рынка форекс млрд, что в four раза превышает аналогичный показатель США и в 2 раза – показатель ЕС. Результаты эксперимента помогут усовершенствовать высокоскоростные квантовые сети. При этом понадобятся улучшения для создания полноценного устройства, в частности интеграция источников фотонов с памятью5.
Что касается программного обеспечения, квантовые алгоритмы, имеющие преимущества перед классическими вычислениями, все еще находятся в разработке. Поэтому кванты блокчейна — попытка создать распределенный реестр и базы данных, где криптографические средства устойчивы к атакам с квантового компьютера. Проблему с разрывом в коммуникациях нужно решать, ученые и разработчики должны быть готовы развивать квантовые технологии, применимые к конкретным технологическим процессам бизнеса. А компании должны быть открыты к диалогу, также нужна поддержка государства. Крупные игроки на рынке России — софтверные компании, которые не получат быстрого профита от развития железа в квантовую сторону. Крупные производственные компании тоже не получат супербыстрых результатов, если начнут развивать квантовые технологии.
Более половины этих средств (13,three млрд) будут внебюджетными, инвестиции ожидаются со стороны десятков ведущих российских компаний, заинтересованных в скорейшем внедрении у себя квантовых новшеств. Среди тех, с кем «Росатом» уже ведет переговоры,— Сбербанк и «Сбербанк-Технологии», Газпромбанк, «Газпромнефть», СИБУР и многие другие. В настоящий момент РЖД и «Ростех» заняты подготовкой «дорожных карт» по своим направлениям, а «Росатом» такой документ представил уже к концу 2019-го.
