Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В России впервые запустили квантовый ИИ — он научился диагностировать рак и разбираться в винах
19.01.2024 [14:06],
Геннадий Детинич
Физики в России впервые использовали отечественный 12-кубитный квантовый компьютер на базе сверхпроводников для проведения расчётов, связанных с нейросетями и машинным обучением, сообщает ТАСС. Платформа показала высокую скорость работы и способность к обучению, что в перспективе найдёт широкое применение. 
Одна из ранних версий российского процессора на сверхпроводящих кубитах. Источник изображений: НИТУ МИСИС «Учёные запустили первый в России 12-кубитный квантовый процессор для квантового машинного обучения на основе сверхпроводников. Сейчас на нём тестируются алгоритмы обучения для квантовой нейросети, которая может определять сорт вина по его химическому составу и диагностировать рак молочной железы», — сказано в пресс-релизе МФТИ. Разработанный и созданный в МФТИ процессор, очевидно, на трансмониевых сверхпроводящих кубитах, подобно квантовым процессорам IBM и Google, может похвастаться характеристиками мирового уровня — средним временем жизни кубита порядка 14 мкс и средним временем одной квантовой операции на уровне 50 нс. Учёные из МФТИ быстро наращивают число работающих кубитов в своей платформе, за два–три года пройдя путь от двухкубитовых к 12-кубитовым схемам, и планируют в ближайшее время собрать 16-кубитовый вычислитель с прицелом на дальнейший рост. Важной особенностью новой системы также стал переход на двухмерную компоновку кубитов, тогда как раньше они располагались в одной плоскости, что необходимо для дальнейшего масштабирования платформы. «Это большой шаг вперед для нашей лаборатории и для всего научного сообщества, занимающегося квантовыми исследованиями в России. Работа демонстрирует не только нашу способность показывать новые результаты на мировом уровне, но обещает и значительный прогресс в практическом применении квантовых технологий, так как мы всегда стремимся тестировать наши устройства на реальных задачах», — добавил профессор МФТИ Олег Астафьев. Разработка в России квантовых компьютеров на сверхпроводящих кубитах — это только часть обширной программы исследований новых квантовых технологий. Согласно утверждённому плану развития квантовых платформ в стране, предложенному госкорпорацией «Росатом» и принятому к реализации с 2019 года, российские учёные работают также с кубитами на ионах, холодных нейтральных атомах и фотонах в добавок к хорошо изученным за прошедшие годы сверхпроводящим кубитам. Российские учёные создали сплав, который охлаждается на 13 °С за долю секунды в электромагнитном поле
18.01.2024 [12:53],
Геннадий Детинич
Компрессорное охлаждение с использованием хладагентов верой и правдой служит людям около 170 лет. У него есть свои плюсы и минусы. Также очевидно, что мир нуждается в новых технологиях охлаждения, что важно в условиях климатических изменений и с позиций развития промышленности и технологий. Современные холодильные установки, как минимум, имеют все шансы стать гибридными, сочетая классический подход и ряд новых. 
Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews Одним из новых направлений в охлаждении наряду с термоэлектрическими преобразователями является охлаждение с помощью магнитных материалов. Учёные открыли несколько новых типов магнитных материалов, подходящих для магнитного охлаждения, однако их количество остаётся ограниченным. Тем более ценным можно считать открытие учёными из Института физики имени Х. И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН (Махачкала) сплава на основе никеля, марганца, олова и небольшого количества меди, который доказал способность изменять свою температуру под действием магнитного поля. Разрабатываемый сплав при разовом включении/выключении магнитного поля практически необратимо охлаждался на 13 °С, о чём авторы исследования рассказали в статье в журнале Applied Physics Letters. В ходе испытаний учёные использовали диапазон температур от -25 °C до +50 °C, в котором исследуемый сплав демонстрировал наибольшее изменение магнитных свойств. Оказалось, что намагниченность сплава резко изменялась в диапазоне температур от -20 °C до 10 °C, что свидетельствовало о значительных изменениях температуры сплава при воздействии магнитного поля. Максимальное снижение температуры образцов под воздействием исключительно магнитного поля составило 13,15 °C. Такой эффект наблюдался при помещении в импульсное магнитное поле образца, охлаждённого до температуры 1,85 °С. Образец был изолирован от окружающей среды и не мог обмениваться с ней теплом. Когда магнитное поле отключали, сплав сохранял низкую температуру (около -11 °С). «Предложенный метод позволяет охлаждать объекты на 13 °C всего за 0,1 секунды. Для сравнения, чтобы охладить холодильник, работающий на основе газовых хладагентов, на 1,8 °C, в среднем требуется одна минута. Поэтому магнитное охлаждение показывает более эффективные результаты. Полученные данные будут полезны при разработке гибридных систем охлаждения, например бытовых холодильников», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Адлер Гамзатов, ведущий научный сотрудник Института физики имени Х. И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН. 
Диаграмма, демонстрирующая гибридный цикл магнитного охлаждения сплава. Источник изображения:: Адлер Гамзатов Но магнитное охлаждение способно на большее. С его помощью можно охлаждать материалы до температур близких к абсолютному нулю. Это лишь вопрос эффективности и энергетических затрат. Но зато никакого фреона и прочих газов, от которых страдает экология планеты и, в конце концов, люди. Российские физики придумали, как создавать треугольные и прямоугольные лазерные импульсы — это улучшит управление квантовыми схемами
17.01.2024 [11:32],
Геннадий Детинич
Считается, что в обычных световых импульсах напряженность электромагнитного поля меняется со временем по синусоиде. Другие формы поля считались невозможными, пока недавно российские физики не предложили теоретический подход, меняющий правила игры. Открытие позволит формировать световые импульсы треугольной или прямоугольной формы, что привнесёт много нового в работу схем квантовых компьютеров. 
Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews Как установили исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург), изменить форму напряжённости электромагнитного поля в оптическом диапазоне можно с помощью неравномерного распределения плотности в среде, через которую пропускают импульсы сверхкороткой длительности в несколько фемтосекунд. Чем больше форм и разновидностей оптических импульсов получится создавать, тем более точным будет управление кубитами, например, в виде атомов и даже электронов. Авторы работы теоретически смоделировали прохождение двух последовательных сверхкоротких оптических импульсов через газообразный натрий. Первичные импульсы были классической дугообразной формы, соответствующей половине периода обычной электромагнитной волны. По условиям моделирования импульсы проходили в среде путь длиной 5 мкм. Первый из импульсов передавал возбуждение атомам натрия, запуская их колебания, а второй останавливал их. Этот процесс вызывал отклик электромагнитного поля в виде двух пиков и с этим уже можно работать. Исследователи предложили таким образом изменить плотность среды, чтобы плотность размещения атомов натрия менялась от малой к большой, затем шло плато, после чего плотность снова снижалась. Таким образом изменение плотности напоминало трапецию. После этого модель стала выдавать импульсы света строго прямоугольной формы. Меняя переход плотности среды на участках подъёма и спада с линейной на параболическую, учёные заставляли импульсы принимать треугольную форму. 
Импульсы прямоугольной и треугольной формы. Источник изображения: Ростислав Архипов «Мы теоретически показали, что, меняя распределение плотности в среде, через которую проходит оптический импульс, можно управлять его формой. Далее предстоит экспериментально проверить наши выводы. В дальнейшем мы планируем исследовать, как оптические импульсы разной формы будут влиять на состояние квантовых систем, которые лежат в основе квантовых компьютеров», — рассказал руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ростислав Архипов, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник физического факультета СПбГУ. Добавим, работа по исследованию была опубликована в журнале Optics Letters. Хоронить RSA-шифрование с помощью квантовых компьютеров ещё рано, выяснили российские учёные
12.01.2024 [13:19],
Геннадий Детинич
Примерно год назад группа китайских учёных опубликовала статью, в которой сообщила о скорой смерти широко используемого метода RSA-шифрования с открытым ключом. На небольшом квантовом компьютере они показали, что взломать RSA можно с использованием меньшего числа кубитов, чем длина ключа. В этом таилась колоссальная угроза безопасности критически важным данным, что нужно было изучить. Всё оказалось не так просто. 
Источник изображения: НИТУ МИСИС Анализом работы китайских коллег занялась группа учёных Университета МИСИС, РКЦ и «Сбера». Считается, что большинство используемых в настоящее время криптосистем с открытым ключом защищены от атак через обычные компьютеры, но могут быть уязвимы для квантовых платформ. Поскольку компания IBM уже представила 433-кубитовый квантовый процессор Osprey, то ключ RSA-2048 теоретически может быть взломан в любой момент. В работе китайских специалистов доказывалось, что для этого хватит 372 кубитов, а не 20 млн, как считалось ранее. Китайские исследователи использовали 10-кубитную платформу для разложения на простые множители (факторизацию) 48-битового ключа. «Основываясь на классическом методе факторизации Шнорра, авторы используют квантовое ускорение для решения задачи поиска короткого вектора в решётке (SVP, shortest vector problem) небольшой размерности — что позволило им сделать сенсационное заявление о том, что для факторизации, т.е. разложения большого числа на множители, требуется меньше кубитов, чем его длина, а также квантовые схемы меньшей глубины, чем считалось ранее», — поясняют в пресс-релизе представители НИТУ МИСИС. Российские исследователи пришли к выводу, что алгоритм коллег нерабочий из-за «подводных камней» в классической части и сложности реализации квантовой. «Метод Шнорра не имеет точной оценки сложности. Основная трудность заключается не в решении одной кратчайшей векторной задачи, а в правильном подборе и решении множества таких задач. Из этого следует, что этот способ, вероятно, не подходит для чисел RSA таких размеров, которые используются в современной криптографии», — сказал Алексей Федоров, директор Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» РКЦ. Предложенный китайскими учёными метод даёт только приближённое решение задачи, которое можно легко получить для небольших чисел и маленьких решёток, но практически невозможно для реальных длинных ключей, что российские учёные подробно объяснили в статье в журнале IEEE Access (ссылка на arxiv.org). В то же время российские учёные рекомендуют не расслабляться, а готовиться к постквантовой криптографии. Появляются новые платформы и новые алгоритмы, и в один не очень прекрасный день окажется, что надёжные ещё вчера RSA-ключи вдруг перестали защищать ваши данные. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
