Предлагаем познакомиться с отчетом об исследовательских трендах в квантовых вычислениях. Идеи применения квантовых вычислений, лидирующие организации и авторы.
#квантовые_вычисления

https://www.elsevier.com/solutions/scopus/who-uses-scopus/research-and-development/quantum-computing-report#report

Японские компании исследуют применение квантовой криптографии для безопасной торговли акциями

Совместное исследование, возглавляемое Toshiba Corp., NEC Corp. и Nomura Holdings Inc., проводится на фоне растущих угроз от кибератак на финансовые учреждения. Компании планируют внедрить технологию квантовой криптографии в торговлю акциями в течение нескольких лет.
#квантовые_коммуникации

https://www.japantimes.co.jp/news/2020/12/21/business/tech/quantum-cryptography-stocks/

Расширяется сфера практического применения квантовых компьютеров и квантовых вычислений

Швейцарская фармацевтическая фирма Roche объявила о сотрудничестве с британской Cambridge Quantum Computing. Сотрудничество направлено на использование методов квантовых вычислений для поиска новых методов лечения заболеваний, включая болезнь Альцгеймера.

https://fortune.com/2021/01/28/roche-to-use-quantum-computing-for-drug-discovery/

Днем ранее, немецкий автопроизводитель BMW объявил об использовании квантовых компьютеров Honeywell для минимизации производственных затрат, связанных с закупкой и поставкой компонент производства.

https://www.cnet.com/news/bmw-takes-first-steps-into-the-quantum-computing-revolution/

#квантовые_вычисления

Наука vs Индустрия в квантовой гонке

Наука vs Индустрия в квантовой гонке (хотя в данном случае, конечно, больше речь про сотрудничество)

Квантовые генераторы случайных чисел (QRNG - Quantum random number generators) активно внедряются в индустрию

По последним подсчетам IQT, рынок QRNG достигнет значения 7.2 миллиарда долларов к 2026 году.

Несмотря на то, что наиболее ярким применением QRNG являются квантово-защищенные мобильные телефоны, наибольший доход по мнению экспертов будут приносить центры обработки данных, оцениваясь в 3.1 миллиарда долларов к 2026 году.

Финансовая индустрия традиционно вкладывается в квантовые технологии. Ожидается, что к 2026 году выручка от продаж QRNG финансовым учреждениям достигнет 2.2 миллиарда долларов, решая задачи защиты данных и улучшения точности финансовых моделей.

Более подробно узнать о квантовых генераторах случайных чисел можно в свежем отчете evolutionQ.
#qrng #продукты #отчет

62-qubit superconducting processor: Chinese-Japan scientific collaboration / 62-кубитных сверхпроводниковый процессор: Китайско-Японская коллаборация

Quantum walks, which are an extremely powerful tool in quantum computing, are experimentally demonstrated with the use of 8x8 two-dimensional square superconducting qubit array composed of 62 functional qubits.

Квантовые блуждания продемонстрированы экспериментально с использованием сверхпроводникового квантового процессора с 62 кубитами. Группа Ж.В. Пэна продолжает впечатлять новыми результатами в области квантовых технологий: под его руководством в конце 2020 было показано квантовое превосходство с использованием квантовых компьютеров другого типа (фотонных). Пусть расцветают сто 100 квантовых цветов.

https://arxiv.org/abs/2102.02573

Компания Qubitekk и другие участники программы Smart Warehouse 5G Network Enhancement Program получили контракт на создание квантово-защищенных сетей и устройств для нужд ВМС США.

Цель программы состоит в том, чтобы модернизировать, автоматизировать и обеспечить безопасность критически важных складских операций и операций по цепочке поставок, поддерживающих военно-морские операции.

Квантовые решения Qubitekk уже используются в электроэнергетике, аэрокосмической отрасли и в цепочках поставок.

https://qubitekk.com/press-releases/qubitekk-awarded-contract-for-quantum-protected-5g-networks-in-naval-warehouses/

#quantum communications #qkd

A new paper about an experimental demonstration of a quantum computational advantage in a prover-verifier interactive setting, where the computational task consists of the verification of an NP-complete problem.

https://www.nature.com/articles/s41467-021-21119-1?fbclid=IwAR1YwfHm7-iIJZKDRukP0XR4y1dVhUxdBwTElJrzcIiSI5oFZIna2m9rzms

Interesting list of quantum computing startups to watch out for in 2021:

1. Classiq Technologies
2. Qblox
3. Terra Quantum
4. Aqemia
5. Quantum Brilliance
6. QuSecure
7. Phaseshift Technologies
8. Miraex
9. Quantum Thought
10. Quantastica
11. YIWU MARKET
12. PASQAL
13. Polaris Quantum Biotech
14. ORCA Computing
15. ParityQC
16. QuiX
17. The Quantum Daily
18. Neuronside AI
19. HaQien
20. DishaNitish Technologies Private Limited
21. Great Lakes Crystal Technologies
22. Quantum Zeitgeist
23. Mathematics Of Everything
24. Telepu
25. Quemix

https://startupill.com/the-top-25-quantum-computing-startups-to-watch-out-for-in-2021/?fbclid=IwAR2W-sTzkjM5znBMZ_UCulWtnYKIiirjqHFFPyZTIYt422TKmkZaMT5OD44

Российские ученые определили практическое применение квантовым алгоритмам в вычислительной биологии

В области вычислительной биологии, квантовые вычисления могут быть полезны уже в перспективе 3-5 лет: задачи квантовой химии, предсказание белковых структур и взаимодействия белков с малыми молекулами (потенциальными лекарствами), а также ускорение сборки геномов. Квантовый компьютер ускорит алгоритмы оптимизации и машинного обучения при обработке биологических данных. Так, одни из ключевых задач квантовой химии — изучение биохимических реакций и точная характеристика биологических систем на молекулярном уровне — могут быть решены принципиально в ином масштабе, чем при использовании классических вычислительных устройств.

Подробнее в научном обзоре руководителя научной группы «Квантовые информационные технологии» Российского квантового центра Алексей Федорова и вице-президента по биомедицинским исследованиям Сколтеха Михаила Гельфанда:
https://www.nature.com/articles/s43588-021-00024-z

Кратко о результатах на сайте Научной России:
https://scientificrussia.ru/news/rossijskie-uchenye-nashli-prakticheskoe-primenenie-kvantovyh-algoritmov-v-biologii

#квантовые_вычисления #отчет

Канадская компания Xanadu представила квантовую вычислительную платформу на основе фотонных чипов

Xanadu presents hardware platform. Three things are demonstrated: Gaussian boson sampling, molecular vibronic spectra, and graph similarity.

Xanadu представляет свою квантовую вычислительную платформу. Три применения продемонстрированы: гауссовый бозонный сэмплинг, расчет вибрационных спектров молекул, и решение задачи о схожести графов.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03202-1

Kомпания IonQ, одним из основателей которой является Кристофер Монро, вышла на биржу. Pro forma implied market capitalization of the combined company is approximately $2 billion https://ionq.com/news/march-08-2021-ionq-to-become-first-public-quantum-computer-company/

Подробная информация про кейс IonQ https://quote.rbc.ru/news/article/604724169a794735191899f2

Topologically ordered states on a quantum processor are realized by the Google team and collaborators. An important step towards understanding topological quantum matter and quantum error correction.

Топологические состояния реализованы командой Google и коллег с использованием сверхпроводникового квантового процессора. Важный шаг к пониманию топологических состояний квантовой материи и квантовым кодам коррекции ошибок.

https://arxiv.org/abs/2104.01180

В прошлом году команде из Microsoft пришлось отозвать (https://www.nature.com/articles/d41586-021-00612-z) статью, в которой сообщалось о наблюдении майорановских фермионов - ключевых объектов для топологических квантовых вычислений (именно эта модель рассматривается компанией как приоритетная для построения квантового компьютера). Сегодня на arxiv.org появилась статья команды из Google с коллабораторами (https://arxiv.org/abs/2204.11372), в которой делается важный шаг в направлении построения квантового компьютера с топологической защитой: с помощью процессора Google реализована модель Китаева, в которой наблюдаются майорановские краевые состояния. Хотя для полностью защищенных квантовых вычислений еще потребуется решить ряд сложных задач, работа Google - "firm step" в этом направлении.

Одна из задач, с решением которой связаны большие надежды на квантовые вычисления, является моделирование сложных систем, в особенности имеющих квантово-механическую структуру. Например, материалов, лекарств и аккумуляторных батарей. Последнее направление, в свою очередь, очень интересует автопроизводителей, проявляющих значительную активность в R&D направлении квантовых алгоримтов. Сегодня на arxiv.org вышла статья (https://arxiv.org/abs/2204.11890) с детальным обзором необходимы шагов для моделирования литий-ионных аккумуляторов. Для этого необходим устойчивый к ошибкам квантовый компьютер тысячами логических кубитов

Сегодня в лонг-лист 30 до 30 Forbes Russia попали два ярких молодых исследователя из области квантовых технологий: Александр Дуплинский, руководитель научной группы QRate, известен своими экспериментами по демонстрации технологии квантовых коммуникаций, например, в интересах Газпромбанка и Сбербанка, а Илья Семериков в прошлом году продемонстрировал первый в России многокубитный квантовый процессор на ионах.

Центр кибербезопасности НАТО (NCSC) успешно протестировал квантово-устойчивую защиту коммуникаций с использованием гибридного постквантового VPN (решение, которое сочетает в себе как новые постквантовые, так и традиционные криптографические алгоритмы), предоставленного британской компанией Post-Quantum.

«Защита коммуникаций НАТО в квантовую эру имеет первостепенное значение для нашей способности эффективно действовать, не опасаясь перехвата. Учитывая, что над коммуникациями нависла угроза «собрать сейчас и расшифровать позже», это становится все более важным усилием по защите от текущих и будущих угроз», — сказал Конрад Врона, главный научный сотрудник Центра кибербезопасности НАТО.

«…Этот проект с НАТО является важной вехой в переходе мира к квантово-безопасной экосистеме. Организациям было бы разумно принять меры сейчас», — сказал Андерсен Ченг, генеральный директор Post-Quantum.

https://www.ncia.nato.int/about-us/newsroom/nato-cyber-security-centre-experiments-with-secure-network-capable-of-withstanding-attack-by-quantum-computers.html

Илья Семериков вошел в финальный список Forbes Russia 30-under-30

Начало. Илья Семериков окончил кафедру проблем физики и астрофизики Московского физико-технического института в 2015 году. После этого он решил сменить теоретическую астрофизику на аспирантуру института им. Лебедева Российской академии наук (ФИАН). Там он попал в команду ученого Николая Колачевского, под руководством которого начал заниматься экспериментами с ультрахолодными ионами.
Аспирантура. Во время учебы в аспирантуре Семериков был ведущим разработчиком транспортируемых оптических часов на одиночном ионе иттербия. В 2015 году Илья присоединился к группе Колачевского «Прецизионные квантовые измерения» в Российском квантовом центре (РКЦ). В этой организации Семериков начал с должности младшего научного сотрудника, сейчас он занимает должность заместителя руководителя научной группы.
Наука. Все проекты Семерикова в РКЦ так или иначе связаны с ультрахолодными ионами, на основании этих исследований ученые разработали универсальный ионный квантовый компьютер. Он стал его ведущим разработчиком в 2020 году, и уже в 2021 году группа ученых продемонстрировала первый в России универсальный четырехкубитный ионный квантовый компьютер с использованием куквартов. По словам Семерикова, сейчас на этом компьютере можно выполнять полный набор квантовых операций — как однокубитных, так и двухкубитных.

https://30-under-30.forbes.ru/2022/463735-il-a-semerikov

❗️В России запатентовали квантовый процессор на базе кудитов

Мы уже писали о квантовых технологиях вот здесь.

Сегодня руководитель научной группы в Российском квантовом центре Алексей Федоров объяснил нам, что этот патент дает российской науке:

💬Чтобы квантовый компьютер был по-настоящему мощный, необходимо, чтобы было достаточно большое количество кубитов, и достаточно большое количество операций с ним можно сделать. Это традиционный подход к масштабированию квантовых компьютеров.

Мы предлагаем новую архитектуру – это использование в квантовом компьютере не кубитов, а так называемых кудитов – многоуровневых квантовых систем, которые могут быть более, чем в двух состояниях. Тогда оказывается, что реализация квантовых алгоритмов значительно упрощается и при том же количестве физических носителей информации, которые используют для кодирования, можно реализовывать более сложные алгоритмы.

Мы придумали некоторый общий рецепт, который позволяет оптимальным образом реализовывать квантовые алгоритмы. При фиксированном количестве физических носителей информации, которые используются для построения квантового компьютера, кудиты позволяют добиться значительного улучшения. Эту архитектуру мы запатентовали.

Сейчас этим же вопросом занимаются ученые из Китая, Австрии и США. Тема набирает интерес. Ученым это дает новую почву для размышлений, каким образом подходить к задачам увеличения возможностей квантовых компьютеров, что необходимо на пути к тому, чтобы это перестало быть интересным научным экспериментом и стало инструментом для решения важнейших задач.

Квантовые компьютеры играют важнейшую в решении сложных вычислительных задач, которые непосильны современным суперкомпьютерам, например: моделирование сложных систем, материалов, топливных элементов, лекарств, задачи сложной оптимизации, например составление расписаний оптимизации производственных процессов, оптимизации финансовых инструментов, а также ускорение задач, связанных с машинным обучением искусственным интеллектом.