sejournal.io

Компания Quantinuum, занимающаяся разработкой квантовых компьютеров, совместно с производителем авиадвигателей Rolls-Royce запустила многолетний проект по исследованию гибридных квантово-классических вычислений. К проекту также присоединились фирма Riverlane, специализирующаяся на квантовой коррекции ошибок, и суперкомпьютерный центр EPCC при Эдинбургском университете.

Участники намерены выяснить, какие именно возможности квантовых компьютеров понадобятся для промышленного проектирования в будущем. Речь идёт не о полном переносе симуляций на квантовую платформу, а о тестировании отдельных вычислительных элементов.

Моделирование потоков газа внутри турбин требует огромных вычислительных ресурсов, особенно с ростом точности расчётов. В рамках проекта проверят, смогут ли будущие отказоустойчивые квантовые компьютеры брать на себя часть таких задач, работая совместно с суперкомпьютерами.

Quantinuum предоставит доступ к своим квантовым системам и программному обеспечению. Rolls-Royce сформулирует промышленные задачи, Riverlane займётся алгоритмами и исправлением квантовых ошибок, а EPCC обеспечит интеграцию с высокопроизводительными вычислительными системами.

Первые компоненты алгоритмов опробуют на квантовом компьютере Helios. Затем партнёры оценят возможность их масштабирования на будущих системах Quantinuum — Sol и Apollo.

Это сотрудничество вписывается в британскую государственную программу развития квантовых вычислений. К 2035 году власти страны планируют обеспечить доступ к расположенным в Великобритании системам, способным выполнять триллион квантовых операций и решать промышленные задачи в связке с суперкомпьютерами.

Ранее Quantinuum обновила заявку на первичное публичное размещение акций и впервые указала ценовой диапазон — от 45 до 50 долларов за акцию. Компания намерена разместить на Nasdaq 21 052 632 ценных бумаг класса A. При таких параметрах её оценка после IPO составит от 11,43 до 12,7 миллиарда долларов.

Напомним, что в июне IBM представила обновлённую дорожную карту, согласно которой компания планирует создать первый в мире крупномасштабный отказоустойчивый квантовый компьютер к 2029 году.

Компания Quantinuum, занимающаяся разработкой квантовых компьютеров, совместно с производителем авиадвигателей Rolls-Royce запустила многолетний проект по изучению гибридных квантово-классических вычислений. В проекте также участвуют фирма Riverlane, специализирующаяся на коррекции квантовых ошибок, и суперкомпьютерный центр EPCC при Эдинбургском университете.

Участники намерены выяснить, какие возможности квантовых компьютеров понадобятся для промышленного проектирования в будущем. Пока речь не идет о переносе полноценного моделирования на квантовую платформу — планируется тестирование лишь отдельных вычислительных элементов.

Расчеты движения газа внутри турбин требуют значительных вычислительных мощностей, особенно при повышении точности моделей. Партнеры проверят, смогут ли будущие отказоустойчивые квантовые компьютеры выполнять часть этих расчетов совместно с суперкомпьютерами.

Quantinuum предоставит доступ к своим квантовым системам и программному обеспечению. Rolls-Royce подготовит промышленные задачи, Riverlane займется алгоритмами и исправлением квантовых ошибок, а EPCC — интеграцией с высокопроизводительными вычислительными системами.

Первые компоненты алгоритмов протестируют на квантовом компьютере Helios. Затем будет оценена возможность их масштабирования на будущих системах Quantinuum — Sol и Apollo.

Это сотрудничество связано с британской государственной программой по развитию квантовых вычислений. К 2035 году власти рассчитывают обеспечить доступ к расположенным в стране системам, способным выполнять триллион квантовых операций и решать промышленные задачи совместно с суперкомпьютерами.

Ранее Quantinuum обновила заявку на первичное публичное размещение и впервые указала ценовой диапазон — от 45 до 50 долларов за акцию. Компания планирует разместить 21 052 632 ценных бумаг класса A на бирже Nasdaq. При таких параметрах оценка после размещения составит от 11,43 до 12,7 миллиарда долларов.

Напомним, что в июне IBM представила обновленную дорожную карту, согласно которой компания создаст первый в мире крупномасштабный отказоустойчивый квантовый компьютер к 2029 году.

Компания Nvidia выложила в открытый доступ код и инструменты для обучения нейросети Ising Decoder ColorCode 1 Fast. Этот ИИ-модуль занимается предварительной обработкой сигналов об ошибках, после чего передаёт их декодеру Chromobius.

В ходе симуляции такая связка показала снижение частоты логических ошибок в 347,7 раза, а скорость обработки выросла в 7,3 раза по сравнению с использованием только Chromobius. Тестирование проводилось на модели квантовой памяти с кодовым расстоянием 31 и физической частотой ошибок 0,3%. Важно отметить, что испытания шли на синтетических данных, а не на реальном квантовом процессоре.

Сама нейросеть Ising Decoder ColorCode 1 Fast представляет собой 17-слойную трёхмерную свёрточную сеть с примерно 2,9 миллиона параметров. Её поле охвата составляет 13, а обучение велось на входных массивах размером 13 × 13 × 19.

Эта модель не является самостоятельным декодером, а служит предварительным этапом. Она анализирует локальные сигналы об ошибках, сокращает их число и передаёт оставшуюся разреженную карту классическому декодеру Chromobius.

Цветовые коды становятся ближе к работе в реальном времени

Квантовая коррекция ошибок позволяет объединять нестабильные физические кубиты в более надёжные логические. Декодер анализирует результаты контрольных измерений и определяет, какие сбои нужно исправить.

Для хранения квантовой информации часто применяются поверхностные коды — у них сравнительно высокий порог ошибок, и их легче декодировать. Цветовые коды позволяют эффективнее выполнять некоторые логические операции, но их сигналы об ошибках обрабатывать сложнее. По словам Nvidia, отсутствие быстрых и точных декодеров долгое время мешало использовать такие коды в реальном времени.

Ising Decoder ColorCode 1 Fast призван снизить нагрузку на основной алгоритм. Авторы исследования утверждают, что преимущество связки с Chromobius растёт по мере увеличения кодового расстояния.

При этом сравнение скорости проводилось на разном оборудовании: нейросеть работала на Nvidia DGX GB300, а Chromobius — на процессоре Grace Neoverse-V2. Таким образом, ускорение в 7,3 раза объясняется не только разницей в алгоритмах, но и использованием GPU вместо CPU.

Nvidia уже выложила фреймворк и рецепты обучения в открытый репозиторий под лицензией Apache 2.0.

Семейство открытых моделей Ising компания представила ещё в апреле. Оно включает инструменты для калибровки квантовых процессоров и коррекции ошибок.

Напомним, что в июне IBM обновила свою дорожную карту, согласно которой компания планирует создать первый в мире крупномасштабный отказоустойчивый квантовый компьютер к 2029 году.

Британская компания Quantum Motion совместно с NVIDIA представила новый метод решения одной из самых сложных проблем в области квантовых вычислений — подготовки квантовых состояний, необходимых для моделирования молекул. Об этом сообщает Quantum Computing Report.

Данный этап нередко требует больше вычислительных ресурсов, чем сам расчет, и является серьезным препятствием для практического использования квантовых компьютеров в химии и материаловедении.

Исследователи предложили задействовать искусственный интеллект для предварительной обработки данных. Вместо того чтобы заставлять квантовый процессор самостоятельно искать нужное состояние сложной молекулы, часть работы выполняется классическим ИИ. Это позволяет уменьшить количество квантовых операций и снизить требования к оборудованию.

Команда разработчиков опубликовала в открытом доступе исходный код GPU-ускоренного пакета для задач квантовой химии. Вместе с ним были выпущены руководства по использованию решения на платформе CUDA-Q от NVIDIA.

Почему это важно

Одним из главных преимуществ квантовых компьютеров считается их способность моделировать поведение молекул гораздо точнее, чем традиционные суперкомпьютеры. Такие расчеты могут помочь в создании новых лекарств, аккумуляторов, удобрений и промышленных материалов.

Однако на практике квантовые системы до сих пор сталкиваются с фундаментальными ограничениями. Одно из них — необходимость сначала перевести задачу в специальное квантовое состояние, соответствующее структуре изучаемой молекулы. Для сложных соединений этот процесс становится крайне затратным.

Ставка на гибридные вычисления

Работа Quantum Motion и NVIDIA отражает растущий тренд в отрасли: вместо того чтобы ждать появления идеального квантового компьютера, компании учатся комбинировать возможности ИИ, классических вычислений и квантовых процессоров.

Исследователи считают, что такой гибридный подход позволит быстрее приблизить квантовые технологии к реальным задачам науки и промышленности. Хотя о коммерческом прорыве говорить пока рано, данная разработка устраняет одно из узких мест, которое долгое время сдерживало применение квантовых компьютеров в химических расчетах.

Напомним, что в мае глобальный директор по продажам IBM Quantum Петра Флоризун заявила о начале практической эры квантовых вычислений.

Учёные из Сиднейского университета совместно с IBM объявили о повышении выживаемости логических кубитов до 96% благодаря новому методу коррекции ошибок. Главной проблемой на пути к созданию стабильных квантовых машин является «шум простоя», который возникает во время промежуточных измерений кубитов в процессе вычислений.

В современных квантовых системах для исправления ошибок необходимо регулярно проводить внутренние проверки, но в эти моменты другие компоненты процессора теряют стабильность, вызывая новые сбои. Для решения этой проблемы учёные полностью переработали архитектуру схем коррекции, значительно сократив время остановки вычислений. Новый подход был протестирован на 156-кубитном сверхпроводниковом процессоре IBM Quantum Heron r2. В результате оптимизации алгоритмов выживаемость логических кубитов за один цикл коррекции ошибок выросла с менее 90% до 96%.

Руководитель проекта Стивен Бартлетт отметил, что этот процесс повторяется многократно на каждом этапе вычислений, а вынужденные паузы становятся серьёзным препятствием для надёжной работы. Хотя результат был получен в лабораторных условиях на одном процессоре, такие исследования крайне важны для индустрии, поскольку масштабируемость и отказоустойчивость остаются главными проблемами квантовых вычислений.

Напомним, что в июне IBM уже добилась успехов в коррекции квантовых ошибок. Ранее компания заявила, что планирует достичь первых подтверждённых случаев квантового преимущества к концу 2026 года.

22 июня президент США Дональд Трамп подписал два указа, которые должны укрепить позиции страны в квантовую эпоху. Вместе с сопроводительными документами они определяют стратегию защиты США от современных криптографических атак и одновременно стимулируют развитие коммерческих и научных инноваций.

Кибербезопасность: переход на постквантовую криптографию

Первый указ № 14409 «О защите страны от передовых криптографических атак» признает прямую угрозу со стороны иностранных противников, использующих тактику «перехвати сейчас, расшифруй позже». Документ устанавливает жесткие сроки для перехода федеральных ведомств на постквантовую криптографию (PQC), утвержденную Национальным институтом стандартов и технологий (NIST).

Основные директивы и сроки:
— Каждое федеральное ведомство должно в течение 30 дней назначить ответственного за переход на PQC.
— Ведомства обязаны перевести все ценные активы и важные системы на PQC для установки ключей к 31 декабря 2030 года, а для цифровых подписей — к 31 декабря 2031 года.
— Министерство торговли с помощью NIST в течение 180 дней запустит внутренний пилотный проект по переходу на PQC, который должен завершиться к 31 декабря 2027 года.
— В течение 270 дней Министерство внутренней безопасности и Агентство по кибербезопасности и защите инфраструктуры выпустят руководство с минимальными требованиями к криптографическому составу компонентов для автоматизации оценки рисков.
— Совет по регулированию федеральных закупок обязан опубликовать правила, требующие от федеральных подрядчиков соответствия стандартам PQC к концу 2030 года и внедрения усиленной политики раскрытия уязвимостей.

Стимулирование инноваций

Второй указ № 14411 «Открытие новых рубежей квантовых инноваций» делает акцент на коммерциализации, внутреннем производстве и научных открытиях. В нем признается, что квантовые технологии находятся на пороге масштабных коммерческих прорывов, и создаются механизмы для обеспечения лидерства США в этой области.

Основные директивы и инициативы:
— Запуск инициативы «Квантовый компьютер для прикладных разработок и фундаментальной науки» (QC-ADDS). Она направлена на создание первого квантового компьютера, который будет развернут на базе объекта Министерства энергетики и станет доступен научному сообществу.
— Профильные ведомства должны представить пятилетние планы по внедрению и развитию квантовых сенсоров и сетей. Министр обороны обязан уделить приоритетное внимание как минимум трем проектам для их внедрения к 30 сентября 2028 года.
— ФБР совместно с партнерскими спецслужбами расширит деятельность группы по контрразведывательной защите в сфере квантовых информационных наук и технологий (QCPT) для защиты исследований от иностранного шпионажа.

Также Министерство торговли должно проанализировать цепочки поставок в квантовой сфере и внедрить стандарты в частном секторе. Для стимулирования внутреннего производства компонентов ведомства будут использовать предзаказы и конкурсные премии. Для привлечения специалистов введут повышенные тарифные ставки.

Напомним, в июне IBM назвала готовность бизнеса условием квантового преимущества. Ранее в Quantus указали на неготовность крипторынка к квантовой угрозе.

Квантовый процессор IBM Nighthawk протестировали на двух прикладных задачах: упрощённой модели из физики частиц и фильтрации вредоносного трафика. На эти эксперименты обратил внимание ресурс Quantum Computing Report.

В первом случае учёные не просто задействовали кубиты, а решили на оборудовании физическую задачу — взаимодействие нуклона и антинуклона в упрощённой модели квантовой хромодинамики QCD2. Систему представили в виде спиновой цепочки и запустили на Nighthawk. Полученный потенциал взаимодействия продемонстрировал ожидаемое притяжение и совпал с результатами классических вычислений — точной диагонализации и идеального моделирования. Авторы особо отметили, что смогли извлечь полезный сигнал из зашумлённых данных благодаря структурной компенсации ошибок.

Второй эксперимент касался кибербезопасности и более практической задачи: отличить вредоносный DoS- и DDoS-трафик от обычного, не нарушая легитимные подключения. Исследователи взяли логи honeypot-систем и преобразовали задачу в графовую оптимизацию, которую решали с помощью квантового приближённого алгоритма оптимизации QAOA.

В ходе экспериментов использовались графы на 16, 32, 66 и 110 событий. Самый крупный вариант — 110 узлов и 181 ребро — был запущен на трёх бэкендах IBM из IBM Quantum Network. Согласно данным Quantum Computing Report, Nighthawk потребовал наименьшее количество двухкубитных операций и показал минимальные накладные расходы при компиляции, в то время как процессор на базе Heron продемонстрировал лучшую целевую метрику.

Авторы обеих работ не заявляют о квантовом превосходстве. Они представляют результаты как прикладной бенчмарк, показывающий, насколько такие системы уже пригодны для задач, где важны точность вычислений и устойчивость к шуму.

Напомним, в июне исследователи IBM рассказали о новом подходе к поиску кодов коррекции квантовых ошибок с помощью больших языковых моделей.

Вот перефразированный текст новости на русском языке:

Ученые с физического факультета Вильнюсского университета создали теоретическую модель, которая позволяет с помощью света «программировать» атомы заранее, без применения внешних магнитных полей. По их задумке, свет сначала задает нужное состояние атомам, после чего эта подготовленная среда изменяет форму и поляризацию сложных лазерных лучей.

В основе модели лежат оптические вихри — пучки со спиральным волновым фронтом, в центре которых интенсивность падает до нуля. Размер этой темной области зависит от топологического заряда, который может принимать любые целые значения — как положительные, так и отрицательные. Это позволяет получать до 10 000 различных состояний и кодировать информацию в кудитах (многоуровневых квантовых единицах), а не в обычных кубитах с двумя состояниями.

Чтобы управлять векторными вихрями, исследователи изучили взаимодействие пучка с атомным газом, где у атомов есть три энергетических уровня. В такой модели подготовленная среда копирует пространственный узор света: в одних местах атомы поглощают излучение сильнее, в других — становятся почти прозрачными. Затем возникает обратная связь, и атомный отклик меняет сам пучок. Вместо простого кольца появляется лепестковый узор с несколькими яркими областями вокруг центра, а также изменяется поляризационная структура. Ранее для такого контроля требовались мощные магниты и сложное оборудование.

Эта теоретическая работа может ускорить создание квантовых процессоров, защищенных квантовых сетей связи и сверхточных оптических датчиков.

Напомним, что 17 июня одна из лабораторий Министерства энергетики США (Sandia National Laboratories) и компания Quantinuum опубликовали рецензируемую статью о своем 98-кубитном квантовом компьютере Helios.

Вот переписанная новость на русском языке:

Фонд Algorand представил план по переходу сети на «широкую квантовую устойчивость» к концу 2027 года. Первые обновления протокола начнутся в третьем квартале 2026 года.

План затрагивает аккаунты, кошельки, инструменты для разработчиков, мультиподпись и отдельные элементы консенсуса. В фонде сослались на мартовский анализ Google Quantum AI, согласно которому будущие квантовые компьютеры смогут взламывать криптографию на эллиптических кривых с меньшими затратами ресурсов, чем считалось ранее.

Что уже сделано

Algorand начал подготовку к постквантовой защите в 2022 году с внедрения State Proofs. Это компактные сертификаты состояния реестра, которые подписываются схемой Falcon каждые 256 раундов.

В ноябре 2025 года команда сообщила о первой транзакции в основной сети, авторизованной подписями Falcon. Для этого использовали LogicSig — механизм программируемой авторизации, который проверяется перед выполнением транзакции.

Планы на 2026–2027 годы

В релизе протокола, запланированном на третий квартал 2026 года, Algorand получит встроенную поддержку постквантовых аккаунтов. Это позволит использовать их без обходных решений через LogicSig. Фонд ожидает, что SDK позволят создавать аккаунты Falcon-1024 из стандартной 25-словной сид-фразы.

Протокол также будет поддерживать несколько схем подписи без изменения формата адресов. Сеть продолжит работать с Ed25519 и сможет добавлять Falcon-1024, Falcon-512, ML-DSA и другие схемы. Особый упор сделан на гибридные аккаунты, которые будут сочетать классические и постквантовые ключи.

К концу 2026 года фонд планирует внедрить встроенную мультиподпись для нескольких криптографических схем и поддержку Falcon-512. Также в 2026 году Algorand Foundation начнет перевод собственного казначейства на постквантовые аккаунты. Такие адреса смогут использовать участники стейкинга.

Отдельная работа касается консенсуса. Сейчас выбор участников комитетов в Algorand зависит от VRF, которая основана на криптографии на эллиптических кривых. Сообщения консенсуса подписываются через Ed25519. Эти механизмы не считаются полностью устойчивыми к квантовым атакам.

Фонд рассчитывает представить исследовательскую работу по постквантовой VRF к началу 2027 года, если текущий анализ даст положительный результат. Для сообщений консенсуса рассматривается гибридная модель, в которой временно будут использоваться Ed25519 и Falcon.

«Постквантовую безопасность нельзя доработать после Q-Day», — заявил технический директор Algorand Foundation Бруно Мартинс.

В дорожной карте указано, что сроки, состав релизов и набор решений являются прогнозными. Они могут измениться по мере разработки и развития стандартов постквантовой криптографии.

Напомним, в мае разработчики BNB Chain отчитались о результатах тестирования перехода сети на постквантовую криптографию. Эксперимент подтвердил теоретическую готовность блокчейна к будущим угрозам, но выявил значительное снижение производительности.

Вот перефразированная новость на русском языке:

17 июня национальная лаборатория Sandia (входит в систему Министерства энергетики США) совместно с разработчиком квантовых систем Quantinuum представили научную статью о своем 98-кубитном квантовом компьютере под названием Helios.

Точность операций с одним и двумя кубитами в этой системе составила 99,9975% и 99,921% соответственно. Ученые также проверили Helios на случайных схемах Клиффорда и с помощью теста random circuit sampling (RCS). Результаты RCS показали, что производительность системы значительно превосходит возможности классического моделирования.

Helios — это коммерческий квантовый процессор Quantinuum на ионах бария. Он использует архитектуру QCCD и обеспечивает полную связность: каждый кубит может взаимодействовать с любым другим.

Sandia National Laboratories провела оценку и сертификацию характеристик Helios, применив несколько методов бенчмаркинга, включая собственную методику для измерений в середине схемы. Такие операции важны для коррекции квантовых ошибок.

«Самый важный аспект современных квантовых компьютеров — не скорость, а надежность», — отметил соавтор статьи Робин Блум-Кохаут из Sandia.

Он пояснил, что ошибки могут возникать из-за множества факторов, таких как сбои в настройке лазеров или движение отдельных атомов. Проверка компонентов системы поможет в разработке отказоустойчивых квантовых компьютеров.

Партнерство Sandia и Quantinuum длится четыре года в рамках соглашения о совместных исследованиях и разработках. В мае 2026 года стороны продлили это соглашение.

Quantinuum представила Helios в ноябре 2025 года. Компания заявила, что система доступна через облачный сервис и в формате локального развертывания. Среди первых пользователей — Amgen, BMW Group, JPMorganChase и SoftBank Corp.

Напомним, в декабре 2025 года сингапурская компания Horizon Quantum запустила первый в городе-государстве квантовый компьютер для коммерческого использования.