`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонід Бараш

Насколько большим должен быть квантовый компьютер?

+44
голоса

Ожидается, что квантовые компьютеры будут революционными и потенциально повлияют на многие отрасли промышленности. Поэтому исследователи из Великобритании и Нидерландов решили изучить две совершенно разные квантовые задачи: взломать шифрование биткойнов и смоделировать молекулу, ответственную за биологическую фиксацию азота.

В AVS Quantum Science из AIP Publishing исследователи описывают инструмент, который они создали, чтобы определить, насколько большим должен быть квантовый компьютер для решения подобных задач и сколько времени это займет.

«Большая часть существующей работы в этой области сосредоточена на конкретной аппаратной платформе, сверхпроводящих устройствах, подобных тем, над которыми работают IBM и Google, — сказал Марк Уэббер (Mark Webber) из Университета Сассекса. - Различные аппаратные платформы будут сильно различаться по ключевым характеристикам оборудования, таким как скорость операций и качество управления кубитами».

Многие из наиболее многообещающих вариантов использования квантовых преимуществ потребуют квантового компьютера с исправлением ошибок. Исправление ошибок позволяет запускать более длинные алгоритмы, компенсируя присущие квантовому компьютеру ошибки, но это происходит за счет большего количества физических кубитов.

«Наш инструмент автоматизирует расчет затрат на исправление ошибок в зависимости от ключевых характеристик оборудования, — сказал Уэббер. - Чтобы квантовый алгоритм работал быстрее, мы можем выполнять больше операций параллельно, добавляя больше физических кубитов. Мы вводим дополнительные кубиты по мере необходимости для достижения желаемого времени выполнения, которое критически зависит от скорости операций на уровне физического оборудования».

Большинство аппаратных платформ квантовых вычислений ограничены, потому что только кубиты, расположенные рядом друг с другом, могут напрямую взаимодействовать. В других платформах, таких как некоторые конструкции с захваченными ионами, кубиты не находятся в фиксированных положениях, а вместо этого могут физически перемещаться — это означает, что каждый кубит может напрямую взаимодействовать с широким набором других кубитов.

«Мы исследовали, как лучше всего использовать эту возможность соединения удаленных кубитов с целью решения проблем за меньшее время с меньшим количеством кубитов, — сказал Уэббер. - Мы должны продолжать адаптировать стратегии исправления ошибок, чтобы использовать сильные стороны базового оборудования, что может позволить нам решать очень важные проблемы с квантовым компьютером меньшего размера, чем предполагалось ранее».

Квантовые компьютеры экспоненциально более эффективны в взломе многих методов шифрования, чем классические компьютеры. Мир использует шифрование RSA для большей части своей безопасной связи. Шифрование RSA и тот, который использует Биткойн (алгоритм цифровой подписи на эллиптических кривых), однажды будут уязвимы для атаки квантовых вычислений, но сегодня даже самый большой суперкомпьютер никогда не может представлять серьезную угрозу.

Исследователи подсчитали, какого размера должен быть квантовый компьютер, чтобы взломать шифрование сети Биткойн в течение небольшого промежутка времени, когда он действительно будет представлять угрозу для этого — между его объявлением и интеграцией в блокчейн. Чем больше комиссия, уплачиваемая за транзакцию, тем короче будет это окно, но оно, вероятно, колеблется от минут до часов.

«Современные квантовые компьютеры имеют только 50-100 кубитов -, — сказал Уэббер. - Наша предполагаемая потребность от 30 [миллионов] до 300 миллионов физических кубитов предполагает, что Биткойн на данный момент следует считать защищенным от квантовой атаки, но устройства такого размера обычно считаются достижимыми, и будущие улучшения могут еще больше снизить требования.

«Сеть Биткойн может провести «хард-форк» по методу квантово-безопасного шифрования, но это может привести к проблемам с масштабированием сети из-за повышенных требований к памяти. Четыре года назад мы подсчитали, что устройству с захваченными ионами потребуется миллиард физических кубитов, чтобы взломать шифрование RSA, что требует устройства площадью 100 на 100 кв. м, — сказал Уэббер. - Теперь, с улучшениями по всем направлениям, это может привести к резкому сокращению площади до 2,5 на 2,5 кв. м».

Насколько большим должен быть квантовый компьютер?

Схема квантового компьютера на захваченных ионах

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

+44
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT