قام فريق من الباحثين بنشر ورقة يظهرون فيها أن الكمبيوتر الكم يمكن أن ينتج عشوائي معتمدالتي لديها العديد من مجالات التطبيق مثل التشفير.
وفقا للورقة ، التي نشرت في طبيعة، توليد العدد العشوائي هو مهمة طبيعية لإظهار تفوق الحوسبة الكمومية على الحوسبة التقليدية والكلاسيكية ، لأن العشوائية جوهرية لميكانيكا الكم.
قال أحد الباحثين ، ماركو بيستويا ، رئيس الأبحاث التطبيقية للتكنولوجيا العالمية والمهندس المتميز في JPMorgan Chase ، إن تطبيقات العشوائية المعتمدة تشمل التشفير ، وحل المشكلات الرياضية المعقدة ، والإنصاف والخصوصية.
الورقة في طبيعة يلاحظ أن التحدي الرئيسي لأي تطبيق أو جهاز يحتاج إلى تلقي عشوائي من مزود من طرف ثالث ، مثل وحدة أمان الأجهزة ، هو أنه يحتاج إلى التحقق من أن البتات المستلمة تم إنشاؤها بشكل عشوائي وإنشاء حديثًا.
استخدم فريق من الباحثين من JPMorganChase و Quantinuum و Argonne National Laboratory و Oak Ridge National Laboratory وجامعة تكساس في أوستن تقنية تعرف باسم أخذ عينات من الدوائر العشوائية (RCS). يتم استخدام RCS لإجراء بروتوكول معتمد من عشوائي ، والذي يخرج بشكل عشوائي أكثر مما يتطلبه الإدخال. إنها مهمة تستخدم غالبًا لإظهارها تفوق الكم لأنه لا يمكن تحقيقه على جهاز كمبيوتر كلاسيكي.
قال سكوت آرونسون ، رئيس علوم الكمبيوتر المئوية لعلوم الكمبيوتر ومدير مركز المعلومات الكم بجامعة تكساس في أوستن: “عندما اقترحت لأول مرة بروتوكول العشوائية المعتمد في عام 2018 ، لم يكن لدي أي فكرة عن المدة التي أحتاج إلى الانتظار لرؤية مظاهرة تجريبية لذلك”.
باستخدام كمبيوتر كمية Quantinuum Quantinuum 56 كومة ، أثبت الباحثون أن الكمبيوتر الكم يمكن أن يحقق الآن قوة حسابية تتجاوز تلك التي توفرها أقوى أجهزة الكمبيوتر الفائقة الكلاسيكية. بالوصول إلى H2 عن بعد عبر الإنترنت ، أنشأ الفريق أجزاء عشوائية بشكل عام.
تم فحص العشوائية باستخدام الحدود ، القمة ، Perlmutter و Polaris Supermpters مزودة بوحدات معالجة الرسومات (GPU) ، والتي هي مناسبة بشكل خاص لمحاكاة الدوائر الكمومية. مع أداء مستمر مشترك لـ 1.1 exaflops من أجهزة الكمبيوتر العملاقة ، قام الفريق بتهمة 71،313 بت من الإنتروبيا ، وهو مقياس من العشوائية.
وقال آرونسون: “هذه خطوة أولى نحو استخدام أجهزة الكمبيوتر الكم لإنشاء أجزاء عشوائية معتمدة لتطبيقات التشفير الفعلية.”
وأضاف Pistoia: “يمثل هذا العمل علامة فارقة رئيسية في الحوسبة الكمومية ، مما يدل على حل لتحدي العالم الحقيقي باستخدام كمبيوتر الكم يتجاوز إمكانات أجهزة الكمبيوتر الفائقة الكلاسيكية اليوم.”
وقال Rajeeb Hazra ، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة Quantinuum: “إن تطبيقنا للعشوائية الكمومية المعتمدة يضع معيارًا جديدًا لتقديم الأمن الكمي القوي وتمكين عمليات المحاكاة المتقدمة عبر الصناعات مثل التمويل والتصنيع وما بعده.”
وأضاف Travis Humble ، مدير برنامج مستخدم الحوسبة الكمومية ، ومدير مركز العلوم الكمومية ، سواء في مختبر أوك ريدج الوطني: “تم تمكين هذه النتائج في الحوسبة الكمومية من قبل وزارة الحوسبة الأمريكية الرائدة في العالم في المختبر الوطني في أوك ريدج ، ومختبر الأرجون الوطني ومختبر أورينس بيركلي. الحوسبة والحوسبة عالية الأداء. “
