Fraunhofer neemt quantumcomputer van IBM met 27 qubits in gebruik

Het Duitse onderzoeksinstituut Fraunhofer-Gesellschaft heeft als eerste buiten IBM de quantumcomputer Quantum System One van IBM in gebruik genomen. De quantumcomputer heeft een 27-qubit Falcon-processor.

Het Fraunhofer-Gesellschaft is de eerste commerciële afnemer van de 27 qubit-quantumcomputer van IBM. In juli krijgt ook de universiteit van Tokio een Quantum System One en ook Cleveland Clinic in de VS werkt krijgt er in de nabije toekomst een.

Het Fraunhofer heeft het systeem al getest en het wordt voor verschillende onderzoeksprojecten ingezet. Er wordt nu al een simulatie op gedraaid voor materialen in energieopslagsystemen en een andere onderzoeksgroep start binnenkort met onderzoek dat de quantumcomputer gebruikt voor deep learning. Ook wordt de komende tijd besteed aan trainen om de glimmend zwarte quantumcomputer te gebruiken, die in een glazen doos zit met daarbinnen extreem lage temperaturen om de qubits langer in hun quantumstaat te houden.

De levering van de quantumcomputer werd vertraagd door de coronapandemie, waardoor IBM niet het noodzakelijke personeel naar Duitsland kon vliegen. Daarom moest een deel van de computer op afstand met instructies in elkaar gezet worden door een team dat nog nooit een dergelijk systeem had gebouwd. De Duitse engineers moesten daarom eerst wekenlang online training krijgen van het Amerikaanse team, waarvoor het team midden in de nacht moest werken, vanwege het tijdsverschil.

Het Fraunhofer gaat de quantumcomputer niet alleen voor eigen gebruik inzetten. Onderzoekers en studenten van buiten het instituut kunnen ook een verzoek doen om de Quantum System One te gebruiken, in het lab en via een cloudomgeving.

IBM is niet het enige bedrijf dat commerciële quantumcomputers ontwikkelt. Ook Google en Microsoft zijn daar druk mee bezig, en mogelijk Amazon ook. In 2017 zei IBM nog binnen enkele jaren quantumcomputers met 50 qubits te willen aanbieden, bijna een verdubbeling van de Quantum System One dus. Zelf nam het september vorig jaar een 65-qubits-computer in gebruik. En in 2023 wil het bedrijf de eerste 1000 qubits-computer klaar hebben. Het duurt nog even voor die commercieel beschikbaar is.

Reacties (76)

[Jomac]

Voor wie de schaal wil zien is er een foto op LinkedIn te vinden met iemand ervoor. In dit artikel (in het Duits) staat ook nog wat over de toepassing en wordt een video beloofd, die ik nog niet zag.
https://www.linkedin.com/...%3A6810574641850007553%29

[Scriptkid]

De ham vraag is, wordt nu ook langzaam het tijdperk van het einde van encrypty en pasword storage zoals we die kennen ingeluid,

Cerrect me if i am wrong:
Zodra quantum computers mainstream worden kunnen hash collisions berekend worden in hoge snelheid als mede zwak geheden in encryptie die daar op gebaseerd zijn

[Cyberpuppy]

Klopt, maar aan "oplossingen" wordt al gewerkt -> https://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography

[hiostu]

Dat is niet zo maar waar. Je kunt quantom-resistant encryptie algoritmes hebben. Veel van de huidige public-key encryptie algoritmes zijn inderdaad onveilig voor Quantum Computers. Er zijn echter wel mogelijkheden om hier tegen te wapenen. Een van de opties is het vergroten van de sleutels. Een verdubbeling kan al effect hebben, wordt er nu gedacht.

https://en.wikipedia.org/wiki/Post-quantum_cryptography

[bbob]

Probleem is natuurlijk dat de snelheid exponentieel blijft toenemen, zeker straks ook voor quantom computers. De vraag is dan hoe groot moet de sleutel worden ?
Veel informatie moet ook jaren of misschien wel 10 20 of 30 jaar beveiligd bewaard kunnen worden.
Of de aannames van nu straks ook zo zijn blijft dan de vraag.

[kipppertje]

Waar het om gaat is dat bij sommige algoritmes het hebben van een quantum computer een enorm voordeel oplevert en bij anderen totaal niet. Die laatste groep noemen we quantum resistent.

[ceesiebo1]

Ik heb in een boek over quantum computers gelezen dat de inschatting is dat er een paar miljoen qubits nodig zijn voor 512bit encryptie. Dus het is nog wel even veilig. Voordat ze die, met correctie, verstrengeld hebben kan nog wel even duren.
En dat verstrengelen is hiervoor een must. Anders krijg je geen toegang tot de parallelle universa die een poging doen. En dan moet het antwoord nog in ons universum terecht komen. Echt bizar.

[Reactie gewijzigd door ceesiebo1 op 22 juli 2024 17:44]

[DigitalExorcist]

Geen idee wat voor boek dat was maar ik zou m’n geld terugvragen….

[ceesiebo1]

Waarom als ik vragen mag? Verderop wordt gesproken over 20 miljoen qubits. Ik heb het niet alleen over de qubits die het algoritme uitvoeren maar ook over de qubits voor correcties.
Mocht je geinteresseerd zijn, het boek heet ‘Schrodinger’s killer app’ van Jonathan Dowling. Ik vond het erg vermakelijk dus ik ga mijn geld niet terug vragen.

[KaiZas]

En ik geloof ook niet dat dit soort toestellen gelijk beschikbaar zijn voor de doordeweekse russische hackersvereniging.

[Scriptkid]

met de huidige sponsering van miljoenen die worden betaald aan ransomware is dat denk ik geen probleem.

[KaiZas]

Want dieven staan erom bekend hun winst terug te investeren in de zaak.

[Scriptkid]

als het meer opleverd zeker wel.

Waarom denk je dat ze miljoenen geven aan omkopen van medewerkers ?

[uiltje]

Hash algoritmes zijn nog best wel goed bestand hiertegen. Je moet denken aan een vergelijkbare tijd / geheugen eisen (oftewel, de complexiteit blijft ongeveer 2^128 voor SHA-256 - dit was het al vanwege de birthday problem). En zo schaalbaar is quantum nou ook weer niet dat je zomaar heel veel geheugen kan gaan gebruiken. En dan heb ik het over collision resistance; dit is niet iets waar je een goede password hash mee kan aanvallen.

Voor wachtwoorden zou ik me vooral druk maken om de sterkte van de wachtwoorden en de maatregelen eromheen om het raden van wachtwoorden tegen te gaan. Wachtwoorden zijn zelf het grootste probleem.

Wat betreft het versleutel gedeelte: voor symmetrische cryptografie is AES-256 nog prima in te zetten, liefst met een authenticated cipher. Voor RSA en vooral EC moet je wel naar post quantum crypto gaan kijken. Tijdelijk kan je een grotere RSA sleutel gebruiken, dan zijn er miljoenen fysieke qubits nodig om je versleuteling te kraken.

[Reactie gewijzigd door uiltje op 22 juli 2024 17:44]

[Dark Angel 58]

Zijn qubits schadelijk voor menselijk lichaam? Wat als een quantumcomputer onverwacht lek gaat?

[equit1986]

een qubit ansich is niets meer dan informatie: Een qubit of qbit (ook: kwantumbit of quantum bit (Engels)) is een eenheid van kwantuminformatie.
Ik denk dat je doelt op het soort atoom dat ze hiervoor gebruiken.
Momenteel gebruiken ze voornamelijk:
Hydrogen, lithium and sodium

Het meest gevaarlijke is nog het lekken van koelmiddel(stikstof), maar dat verdampt gewoon.

[uiltje]

Nee, maar wij zijn wel schadelijk voor qubits, want als die verstoord worden dan zijn je berekeningen nutteloos.

Die paar atoompjes zijn niet vloeibaar en zullen niet ontsnappen. En als ze het wel doen dan ga je ze niet registreren.

Daarentegen: als je een vat vloeibare stikstof over je heen krijgt dan is dat vast niet gezond.

[bbob]

Wie weet als er eentje in jou lekt wordt je onderdeel van de borg

[Dark Angel 58]

Wie weet als er eentje in jou lekt wordt je onderdeel van de borg

Als je een Borg wilt worden heb je wat nanprobes van Borgs nodig, dus niet qubites.

[sun0000]

Hahaha (en weer een -1)

[Scrummie]

Klinkt allemaal erg mooi! Mooie ontwikkeling.
Wat ik mij alleen afvraag; is dit systeem ook te vergelijken met een 'ouderwets' systeem als in; in het artikel staat dat ze binnenkort beginnen met deep learning, is het bekend hoeveel tijdswinst het gebruik van deze quantumcomputer op gaat leveren?

[Geekomatic]

Of, breder gevraagd, is er een gebied waar deze computer al praktisch voor ingezet kan worden,
waarin het apparaat beter is dan een conventionele tegenhanger?
Wellicht is dat er nog niet. Hoeveel quantum bits zouden er dan nodig zijn in zo'n apparaat?

EDIT: Even onzoekend op mn eigen vraag, bijvoorbeeld:
Om een 2048 bit RSA key te kunnen factoriseren met Shor's algorithme in 8 uur,
zou een quantum computer van 20 miljoen qubits nodig zijn...
https://www.technologyrev...sa-encryption-in-8-hours/

[Reactie gewijzigd door Geekomatic op 22 juli 2024 17:44]

[bbob]

Technologie lees snelheid is al jaren exponentieel sneller aan het worden. Iedere keer verdubbeling. Dus nu 27 qbits in 2023 al 1000 qbits. Voor je het weet zit men op 1 miljoen qbits en wie weet is 20 miljoen over 10 jaar al de standaard.

[hiostu]

Uiteraard. Dat is niet anders als bij huidige non-quantum computers ook al zo. Dat zal altijd de overweging blijven. Quantum zal het voor bepaalde algoritmes in een stroomversnelling brengen, en er zullen ook algoritmes komen die niet gevoelig zijn voor quantum algoritmes. Zoals @Geekomatic ook schrijft is er voor een 2048bit RSA key snel te kunnen achterhalen al een quantum computer van 20 miljoen qubits nodig. Dus voor communicatie en data die je langere termijn veilig wilt hebben, zul je daar rekening mee moeten houden.

[DigitalExorcist]

20 Megaqubit!

Of … wordt het dan… 2,5 Megaqubyte ?

[Mirved]

Kans is zowel 1 als 0

[Reactie gewijzigd door Mirved op 22 juli 2024 17:44]

[equit1986]

of in quantum computing er ergens tussenin

[DigitalExorcist]

EDIT: Laat maar, was al gezegd 🤔

[hiostu]

Niet elk algoritme zal sneller werken op een quantum computer. Alleen algoritmes die baat hebben bij specifieke quantum computer elementen zoals Quantum superposition of Quantum Entanglement zullen dan ook sneller zijn. Deze worden dan ook Quantum Algorithms genoemd.

Hier kun je wat voorbeelden vinden van dit soort algoritmes:
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_algorithm

[MrFancyPantss]

Er zijn bepaalde soorten berekeningen die op de huidige supercomputers langer zouden moeten lopen dan de levensduur van het universum. Sommige van die problemen kunnen met een afdoende quantum computer wel berekend worden. Het hangt allemaal af van type rekenkundig probleem. Niet elke berekening is geschikt voor een quantum computer ook niet, het is een niche product voor bepaalde industrieën en gaat nooit voor huis tuin keukengebruik zijn.

[FrankHe]

Het gaat vooralsnog niet om praktische toepassingen maar om (fundamenteel) onderzoek naar de werking van de quantum computer. Leren begrijpen hoe het werkt en bedenken voor welke toepassing je deze in de toekomst zou kunnen inzetten. Met 27 qubits kun je vooralsnog geen hele spannende dingen doen maar het is wel goed leermateriaal om de technologie de komende jaren in de vingers te krijgen. Het is zeg maar een antwoord waarbij nog een passende vraag moet worden gezocht. Het gaat nog even duren voordat er een computer is gebouwd die praktisch van betekenis gaat worden. Dan moet je toch wel betrouwbaar met enkele duizenden qbits kunnen rekenen en zover is het nog lang niet. Tot die tijd blijft het vooral een onderzoeksveld en gaat het voornamelijk om het valideren van gedachte-experimenten. Dat is in ieder geval wat ik er zo van heb begrepen.

[Scrummie]

Bedankt voor je uitleg! (En ook de anderen uiteraard)

Klinkt erg logisch allemaal.

[Ariejan]

Ik zie die foto over 20, 30 jaar wel weer terug.. "kijk, zo enorm waren quantum computers in 2021".

[EXos]

"En kijk naar die grote logge drives waar ze maar 16tb op kwijt konden."

Het verschil tussen een hedendaagse USB stick en een 5,25 floppy zet me ook nog steeds aan het denken.

[Alxndr]

En dan te bedenken dat je stick vooral lucht/de connector is, ik moest aan de 5.25" floppy denken toen ik vorig jaar een 400 GB micro SD kaart in m'n phone stopte. 100x zo klein en >300.000x de capaciteit in ongeveer 30 jaar - fascinerend!

[Ariejan]

Ik visualiseer me wel een vliegende 3.5" floppies als ik met 200mbit 'n game binnen trek over wifi.

[uiltje]

Het lukte me niet zo snel om een goedkope stick van minder dan 32 GB te vinden. Beetje zonde als je alleen GParted nodig hebt; iets wat misschien nog wel op een floppy past als je moeite doet.

[Prince]

Even off topic:
ik heb deze deze gekocht en Ventoy op gezet.
Gewoon ISO's op slepen en je kan eender welke van die ISO's booten. Erg handig om onderstaande bvb op te zetten.

• Clonezilla
• Gparted
• Hiren's Bootdisk
• Ophcrack
• Kali Linux
• Ubuntu (live)
• Fedora (Live)
• Windows image

[Reactie gewijzigd door Prince op 22 juli 2024 17:44]

[jimshatt]

Daar gebruik ik de usb keys die je vroeger op congressen kreeg voor

[dasiro]

kijk dan eerder naar de grootte en capaciteit van een micro-sd

[evilution]

De foto zegt mij eerlijk gezegd helemaal niets over de grootte van het ding.

[UnanyMoose]

https://www.youtube.com/watch?v=Hn0jHqhJdDE

Hij is best wel groot. Ik schat een kubus van 2.2 meter.

[Tjeerd]

Grote kans dat we het gaan meemaken, zeker ook omdat dit soort ontwikkelingen altijd exponentieel gaan zou het me niet verbazen dat de tijd die er tussen zat van kamergrootte (jaren 60) naar broekzakformaat (ergens begin 2000) bij een quantumcomputer misschien in de helft v/d tijd broekzakformaat is. Misschien ergens in 2040 'al'? Zomaar een wilde gok natuurlijk, maar ik heb geen idee wat de beperkingen zijn waarom het niet zou kunnen bij een quantumcomputer. Theoretisch is het vast mogelijk, maar het zijn vast de praktische natuurkundige problemen waar nog oplossingen voor moeten worden bedacht.

Soms vind ik het echt wel jammer dat ik de toekomst van dit soort technologie over 75-100+ jaar niet zal meemaken. Volgens mij gaan er nog vele bizarre dingen worden ontwikkeld die je nu niet voor mogelijk houdt en die misschien zelfs zover boven ons voorstellingsvermogen gaan dat het misschien zelfs eng zou zijn als je zou weten wat er nog komt/kan.

[Reactie gewijzigd door Tjeerd op 22 juli 2024 17:44]

[Bowen_HAFX]

Tenzij wij als mensheid tegen die tijd al niet voor onze eigen ondergang hebben gezorgd. Waterstofbom oorlog, een nog gevaarlijkere virus dan Covid-19 uit een Chinees lab hebben laten ontsnappen, AI drones die besluiten dat de mensheid een bedreiging is....


Genoeg doemdenkerij, nog even van het zonnetje genieten

[enzozus]

Voorlopig werkt het alleen bij super lage temperaturen. Technieken die dat niet nodig hebben zijn nog erg ver weg, zeker omdat ze dan eerst de bestaande techniek moeten inhalen. Dus dat maakt hele kleine modellen onpraktisch.

Daarbij is het nut van een quantum computer nog erg beperkt buiten de wetenschap. Er zijn gewoon nog niet zo veel dingen bekend waar een quantum computer zelfs maar in theorie beter voor geschikt is dan een normale computer. En quantum computers lopen natuurlijk heel wat jaren achter op de normale computer, dus voor het ook echt in de praktijk beter is zijn we nog verder.

Op het moment gaat het vooral om bepaalde soorten simulaties en optimalisatieproblemen, en het kraken van bepaalde soorten cryptografie. Vooral dat laatste verklaart volgens mij de relatief grote investeringen in deze technologie.

Overigens lijkt het er op dat het ook op "normale" computers mogelijk is om cryptografie te implementeren die bestand is tegen analyse door een quantum computer. Dus het is niet alsof we allemaal aan de quantum computers moeten om veilig te communiceren.

[Reactie gewijzigd door enzozus op 22 juli 2024 17:44]

[Laurens-R]

"Eigenlijk zijn computers alleen maar geschikt om wetenschappelijke berekening uit te voeren en bedrijfsgegevens te verwerken."

"Wat is in hemelsnaam het nut van een computer in huis?"

- Iemand in 1960, probably

[Mic2000]

Dat dacht ik ook. De eerste computers waren ook een flinke kamer groot.

[Tyrian]

Daar kunnen ze vast heel snel MP3'tjes mee encoderen.

[MIB75]

Nee, dat kunnen ze niet. Daar is een quantum computer helemaal niet geschikt voor.

[MSalters]

Iki vermoed dat je maar wat roept.

Lossy audio encoding is een optimalisatie-probleem. Je hebt een ongecomrpimeerd origineel, en je wil een gecomprimeerde representatie maken terwijl je het hoorbare verschil tussen die twee minimaliseert. De wiskunde is daarmee fundamenteel vergelijkbaar met deep learning, wat ook een niet-lineaire optimalisatie is.

[MIB75]

Nee, ik roep niet zomaar wat. Ik dacht oprecht dat ze daar niet voor geschikt waren. But I stand corrected.

[FrankHe]

In dat geval is MP3 een slecht voorbeeld omdat het enorm lossy is. Ik ben overigens wel benieuwd of lossless wellicht een interessante toepassing kan zijn?

[MSalters]

Lossless is geen optimalisatie-probleem in de klassieke zin: je loss is per definitie 0, dus daar valt niets aan te optimaliseren. MP3 is juist een goed voorbeeld omdat je de loss wil beperken, en dat lastig is.

[FrankHe]

MP3 vind ik in dit geval en heel slecht voorbeeld omdat deze bij voorbaat is ingericht op het weggooien van heel veel informatie, het is enorm lossy.

[equit1986]

Zie pindakoek zijn opmerkingen, het een referentie naar het licentieprogramma voor mp3 ;-)

[pindakoek]

I see what you did there.
nieuws: Fraunhofer beëindigt licentieprogramma voor mp3

[FrankHe]

Dat werd hoogtijd want MP3 is echt niet meer van deze tijd.

[Cyberpuppy]

Nope. En alleen door alfa's te gebruiken als rekenmachine. 1+1≈2

[neonite]

Kan een quantum computer de encryptie van crypto doorbreken en de integriteit van de blockchain doorbreken?

[bosaap22]

Op korte termijn niet. Op lange termijn is dat mogelijk met de huidige encryptie (SHA256). Er wordt nu echter al gewerkt aan verbeterde encryptie die tegen de tijd het wel een potentieel gevaar gaat vormen, via een softfork geimplementeerd kan worden in de Bitcoin Core. Er wordt dan simpelweg overgegaan op een ander encryptie model dat volledig quantum resistant is.
Andere crypto munten gebruiken weer andere encryptie methodes om hun blockchain te beveiligen en dat zal je dus per project moeten bekijken.

[Reactie gewijzigd door bosaap22 op 22 juli 2024 17:44]

[Laurens-R]

Meer als een sidenote; ik vind het leuk om te zien hoe ze met de naamgeving een knipoog doen naar de IBM naamgeving uit het verleden (lees de IBM Series 1). Misschien kan dit ook het begin zijn van een lijn aan quantum computers die de IT wereld flink gaan veranderen. Wellicht is dit wel het systeem waar we later over zeggen "ik kan me nog herinneren dat de IBM System One systemen op de markt kwamen... Nu heb jij misschien een Quantum computer in je broekzak zitten, maar vroeger hadden ze daar hele kamers voor nodig"... misschien herhaalt de geschiedenis zich

ja ik weet dat de vergelijking technisch niet helemaal klopt door het verschil in technologie tussen de traditionele computers en quantum computers... maar ja, velen dachten ook lang dat 'computers' iets waren voor kantoren en bedrijven en ze niet konden bedenken waarom mensen die dingen ooit in de huiskamer zouden willen hebben.

[Reactie gewijzigd door Laurens-R op 22 juli 2024 17:44]

[DigitalExorcist]

“Straks” hebben we allemaal ‘domme’ terminals die met de grote quantumcomputers op de wereld communiceren. Dus dan héb je die al in je zak in feite…

[WokeBroke]

Zou je met een quantum computer zo snel procedural generation algorithms kunnen creëren en uitvoeren, dat je binnen een aanzienlijke tijd komt met het 3d model dat je gemaakt hebt? Dat je zeg maar alle textures in een game om weet te zetten naar algorithms. Dan kunnen de games weer wat kleiner worden.

[monojack]

Maar is dit nu een echte quantum computer? Ik dacht dat er nog geen enkele computer zich een echte quantum computer mocht noemen?

[Zeerob]

Ja, dit is een 'echte' universele quantum computer, in tegenstelling tot b.v. de systemen van D-Wave.