Zespół naukowców opublikował artykuł, w którym pokazuje, że komputer kwantowy może wyprodukować Certyfikowana losowośćktóry ma wiele obszarów zastosowań, takich jak kryptografia.
Według artykułu opublikowanego w Naturagenerowanie liczby losowych jest naturalnym zadaniem wykazania supremacji obliczeń kwantowych w stosunku do tradycyjnego, klasycznego obliczeń, ponieważ losowość jest nieodłączna dla mechaniki kwantowej.
Jeden z badaczy, Marco Pistoia, szef globalnych badań stosowanych technologii i wybitnego inżyniera w JPMorgan Chase, powiedział, że zastosowania certyfikowanej losowości obejmują kryptografię, rozwiązywanie złożonych problemów matematycznych oraz uczciwość i prywatność.
Papier w Natura Zauważa, że głównym wyzwaniem dla każdej aplikacji lub urządzenia, które musi otrzymać losowość od zewnętrznego dostawcy, takiego jak moduł bezpieczeństwa sprzętowego, jest to, że musi sprawdzić, czy otrzymane bity są naprawdę losowe i świeżo wygenerowane.
Zespół naukowców z JPMorganchase, Quantinuum, Argonne National Laboratory, Oak Ridge National Laboratory i University of Texas w Austin zastosowali technikę znaną jako pobieranie próbek losowych (RCS). RCS służy do wykonania protokołu certyfikowanego Randomness-Expansion, który daje większą losowość niż wymaga wejścia. Jest to zadanie, które jest często używane do wykazania Supremacja kwantowa Ponieważ nie można tego osiągnąć na klasycznym komputerze.
Scott Aaronson, Schlumberger Centennial Caree of Computer Science i Dyrektor Centrum Informacji Kwantowej na University of Texas w Austin, powiedział: „Kiedy po raz pierwszy zaproponowałem mój certyfikowany protokół losowości w 2018 r., Nie miałem pojęcia, jak długo muszę poczekać, aby zobaczyć eksperymentalną demonstrację”.
Korzystając z 56-kwartałowego komputera kwantowego systemu kwantowego H2, naukowcy wykazali, że komputer kwantowy może teraz osiągnąć moc obliczeniową, która oferuje najpotężniejsze klasyczne superkomputery. Dostęp do H2 zdalnie przez Internet, zespół wygenerował certyficznie losowe bity.
Losowość została sprawdzona za pomocą Frontier, Summit, Perlmutter i Polaris Superkomputery Wyposażony w jednostki przetwarzania grafiki (GPU), które są szczególnie odpowiednie do symulacji obwodów kwantowych. Dzięki łącznej trwałej wydajności 1,1 Exaflops od superkomputerów zespół certyfikował 71 313 bitów entropii, co stanowi miarę losowości.
Omawiając przełom, Aaronson powiedział: „Jest to pierwszy krok w kierunku użycia komputerów kwantowych do generowania certyfikowanych losowych bitów do rzeczywistych zastosowań kryptograficznych”.
Pistoia dodała: „Ta praca oznacza główny kamień milowy w obliczeniach kwantowych, pokazując rozwiązanie rzeczywistego wyzwania za pomocą komputera kwantowego wykraczającego poza możliwości klasycznych superkomputerów”.
Rajeeb Hazra, prezes i dyrektor generalny Quantinuum, powiedział: „Nasze zastosowanie certyfikowanej losowości kwantowej stanowi nowy standard dostarczania solidnego bezpieczeństwa kwantowego i umożliwiania zaawansowanych symulacji w branżach, takich jak finanse, produkcja i nie tylko”.
Travis Humble, dyrektor programu użytkowników Quantum Computing, jak i dyrektor Quantum Science Center, zarówno w Oak Ridge National Laboratory, dodał: „Te wyniki w zakresie obliczeń kwantowych zostały umożliwione przez wiodące światowe amerykańskie Departament Komputerów Energii w Oak Ridge National Laboratory, Argonne National Laboratory i Lawrence Berkeley National Laboratory Przecięcie obliczeń kwantowych i obliczeń o wysokiej wydajności. ”