صناعة الكم
- كيفية توزيع لقاحات COVID-19 باستخدام التقنيات الكمومية
اشتراك
وكانت نتيجة العمل المشتركمنصة حوسبة تعتمد على Digital Annealer، وهو كمبيوتر كمي ثابت الحرارة من فوجيتسو. وقد قامت المنصة بتحسين توزيع معدات الحماية الشخصية المتاحة بشكل كبير مع تقليل عدد الأميال التي تقطعها المركبة وأوقات التسليم، وتمت الموافقة على استخدامها من قبل وزارة الدفاع الأمريكية. كما أنشأت أيضًا "منصة توزيع اللقاحات"، وهي حل مبسط لتوزيع لقاحات كوفيد-19 بكفاءة استجابة للطلب المتغير بسرعة. تزداد كفاءة كلا الخوارزميتين بشكل كبير مع إضافة متغيرات متنوعة ومجموعات بيانات كبيرة من مصادر مختلفة.
ومن المقرر أن تكون "منصة توزيع اللقاحات" متاحة للاستخدام وجمع البيانات الجديدة من قبل السلطات المحلية في جميع أنحاء البلاد، الأمر الذي من شأنه أن يسرع بشكل كبير عملية تطعيم سكان الولايات المتحدة.
- لماذا تحظى مولدات الأرقام العشوائية الكمية بشعبية كبيرة حول العالم
وبحسب الشركة فإن السوق العالمي للكمستنمو مولدات الأرقام العشوائية (QRNG) إلى 7.2 مليار دولار بحلول عام 2026. يعتقد الخبراء أن السوق سيواجه العديد من عمليات الاندماج والاستحواذ وسيتم تشكيله في النهاية من قبل عدد قليل من القادة الكبار. ويرجع ذلك إلى الدخول السهل نسبيًا لشركات التكنولوجيا إلى هذا السوق ، إلى جانب الصعوبات اللاحقة في وضع المنتج وتحقيق أرباح مستدامة للمطورين الصغار.
تقرير IQT
وفقا لتوقعات IQT، أكبر مستهلك لـ QRNG معوسيكون حجم السوق 3.1 مليار دولار لمراكز البيانات. ومن المتوقع أيضًا حدوث زيادة كبيرة في المبيعات (تصل إلى 2.2 مليار دولار بحلول عام 2026) في القطاع المالي، لا سيما فيما يتعلق بمشاكل أمن المعلومات والنمذجة المالية باستخدام طريقة مونت كارلو.
- كيف تعمل المنصة الكمومية المعتمدة على الرقائق الضوئية؟
بدء التشغيل الكندي Xanadu باستخدام معيار وصنع شريحة ضوئية متكاملة تعتمد على نيتريد السيليكون في تقنية قابلة للتطوير بسهولة ، والتي تنفذ ما يسمى بحالة الضوء العنقودية (المتشابكة) ، والتي تعد ضرورية لإجراء الحسابات الكمومية. لإنشاء هذه الحالة ، تقوم الفراغات الدقيقة الضوئية داخل الرقاقة بتحويل ضوء الليزر العادي إلى نوع من الضوء الكمي يسمى الضوء المضغوط ، والذي يتشابك بعد ذلك باستخدام شبكة من المرايا ومقسمات الأشعة والألياف الضوئية.
وباستخدام الجهاز الجديد، تمكن العلماء من ذلكلم يوضح فقط أخذ العينات البوسونية الغوسية، بل أظهر أيضًا حل مشكلتين لهما معنى عملي مباشر: حساب أطياف اهتزازات الجزيئات وتحديد التشابه بين الرسوم البيانية الرياضية التي تمثل جزيئات مختلفة.
- لماذا يتم استخدام التعلم الآلي الكمي في تحليل المؤشرات الحيوية للسرطان
Crown Bioscience (شركة تابعة لشركة JSR LifeSciences، الولايات المتحدة الأمريكية) وشركة Cambridge Quantum Computing (CQC، المملكة المتحدة) عن بدء العمل المشترك حول استخدام الحوسبة الكمومية في إنشاء أدوية لعلاج أمراض الأورام. تخطط الشركات لتطوير استراتيجية لتطبيق خوارزميات التعلم الآلي الكمي في المعلوماتية الحيوية باستخدام قاعدة بيانات للأبحاث ما قبل السريرية والانتقالية في علم الأورام المتراكمة على مدار 15 عامًا وأحدث تطورات CQC في مجال الخوارزميات الكمومية.
في المرحلة الأولى من التعاون الكميسيتم استخدام الخوارزميات التي طورتها CQC لأجهزة NISQ لتحليل قاعدة البيانات الجينية لتحديد المؤشرات الحيوية الجديدة للسرطان متعدد الجينات.
- كيف أن إنتاج النفط والتقنيات الكمية "أصدقاء"
سوف ExxonMobil بالاشتراكتم تطوير خوارزميات الكم لتحسين نظام نقل الحاويات البحرية. تمثل اللوجيستيات البحرية حوالي 90٪ من إجمالي حركة التجارة ، وإنشاء سلاسل التوريد المثلى لتقليل إجمالي وقت السفر ومراعاة أولويات النقل هي مهمة حسابية معقدة. اختبرت شركة IBM قابلية تطبيق خوارزميات التحسين باستخدام محاكي كمي على منصة Qiskit ووضعت بالتفصيل حالات استخدام متنوعة لتحسين الكم والتفاصيل الفنية لإنشاء حلول حسابية.
التفاصيل المحددة لتعاون IBM مع BP لم يتم الكشف عنها بعديتم الكشف عنها. من المعروف فقط أن المهمة الرئيسية لتفاعلهم هي زيادة كفاءة نظام الطاقة لتقليل انبعاثات الاحتباس الحراري والغازات السامة في الغلاف الجوي. كما أعلنت bp عن قرارها بالانضمام إلى IBM QNetwork كشريك في الصناعة.
- لماذا تنسحب مايكروسوفت بإثبات على فيرميون ماجورانا
من المهم الكشف عن فرميونات ماجورانايعد تطوير الكيوبت الطوبولوجي هدفًا رئيسيًا لشركة Microsoft. من الناحية النظرية، سيكون هذا النوع من الكيوبت أكثر مقاومة للضوضاء والتشوه البيئي وسيقلل من متطلبات تصحيح الخطأ لجهاز كمبيوتر كمي متسامح مع الأخطاء.
المقال التأسيسي من قبل باحثين مناحتوى المختبر الهولندي لمايكروسوفت وجامعة دلفت للتكنولوجيا على بيانات عن أول دليل تجريبي في العالم على وجود أشباه جسيمات ماجورانا. بعد مناقشة علمية في أبريل 2019 ، أضافت Nature "تعبيرًا تحريريًا عن القلق" إلى المقالة ، وفي مايو 2020 ، أطلقت لجنة نزاهة البحث بجامعة دلفت للتكنولوجيا تحقيقًا لم يكتمل بعد. في فبراير 2021 ، نشر المؤلفون نسخة أولية لمقال جديد عن arXiv ، معترفين بأن الاستنتاجات السابقة سابقة لأوانها ، وأن تحليل البيانات التجريبية غير المدرجة في المقالة الأصلية يتناقض مع الاستنتاج المتعلق باكتشاف أشباه جسيمات ماجورانا.
البحث والتطوير
- كيفية تطبيق خوارزميات الكم على البيولوجيا الحاسوبية
علماء من مركز الكم الروسي و Skoltechحدد العديد من المجالات التي قد تكون فيها الحوسبة الكمومية في علم الأحياء مفيدة في المستقبل القريب. من بين المهام المهمة عمليًا المشار إليها ، على سبيل المثال ، دراسة النيتروجين - وهو إنزيم يقوم بعملية تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي. يلعب النيتروجيناز دورًا مهمًا في إثراء التربة والمسطحات المائية بالنيتروجين المرتبط ، ويستخدم أيضًا في الإنتاج الصناعي للأمونيا. أيضًا ، يبدو من الواقعي حل مشكلة التنبؤ بالبنية ثلاثية الأبعاد للبروتين لتسريع إنتاج عقاقير جديدة نوعياً ، لتحديد عامل النسخ لبروتينات ربط الحمض النووي التي تلعب دورًا رئيسيًا في نسخ الجينات ، وكذلك لتوفير حلول حسابية تتسم بالكفاءة والفعالية من حيث التكلفة لمشاكل تجميع الجينوم.
النتائج الأولى الهامة من التطبيقخوارزميات الكم في المعلوماتية الحيوية كانت متوقعة لمدة 2-3 سنوات. ستكون الخطوة التالية بعد ذلك متعلقة بتسويق أجهزة الكمبيوتر الكمومية وتوسيع نطاق تطبيقاتها.
- ما الذي أثبته التفوق الكمي في حل مسألة رياضية عملية
لقد تم بالفعل التفوق الكميتم شرحه حول مشاكل توليد السلاسل العشوائية وأخذ عينات البوزونات. من وجهة نظر تطبيقية ، هذه المهام ليست ذات قيمة - فهي تظهر قدرات أجهزة الكمبيوتر الكمومية ومستقبلها ككل.
فريق دولي من الفيزيائيين بقيادةتمكن يوردانيس كيرينيديس من جامعة باريس من أن يُظهر بشكل تجريبي أن الكمبيوتر الكمي أسرع من الكمبيوتر الكلاسيكي في التحقق من حل مشكلة استيفاء الصيغ البوليانية والنظر في جميع القيود الواقعية المحتملة التي تنشأ في التجربة.
تم إجراء الفحص باستخدام خطيمخطط بصري في زمن كثير الحدود ، على عكس الوقت الأسي ، والذي سيكون مطلوبًا بواسطة آلة حاسبة كلاسيكية. يأخذ التحدي المتمثل في التحقق من الحل خطوة نحو تطبيقات العالم الحقيقي. يقترح الفيزيائيون استخدام أجهزة كمبيوتر كمومية قوية لحل المشكلات ، وللتحقق من صحة الحلول على الأجهزة الأقل قوة.
- كيفية استخدام تصحيح الأخطاء الكمومية لتحسين دقة القياس
طرق تصحيح الخطأ الحالية هينشطة ، أي أنها تتطلب فحصًا دوريًا للنظام بحثًا عن الأخطاء وتصحيحها الفوري. يتطلب هذا موارد أجهزة كافية وبالتالي يعيق توسيع أجهزة الكمبيوتر الكمومية. قام فريق من جامعة ماساتشوستس في أمهيرست ، بقيادة تشين وانج ، بتنفيذ نوع جديد من تصحيح الخطأ الكمي يتم فيه تصحيح الأخطاء تلقائيًا.
في التجربة التي أجريت عن المستمريستخدم تصحيح الخطأ عمليات اتصال مشتتة محكومة بالبيئة أو الخزان. تعمل دارات تصحيح الخطأ التبادلية بشكل مستمر ولا تتطلب قياسات أو عمليات تغذية راجعة. يؤدي وقت التماسك المتزايد الناتج إلى تحسين دقة القياس الكمي بشكل ملحوظ. الطريقة الجديدة متوافقة تمامًا مع الطرق الحالية لتثبيت المرحلة وتصحيح الخطأ.
- متى سيظهر الإنترنت الكمي
باحثون في مختبر أندرو كليلاند(أندرو كليلاند) نجحت جامعة شيكاغو لأول مرة في تشابك كيوبتين منفصلين عن طريق توصيلهما بكابل. كجزء من التجربة ، أنشأ الباحثون عقدتين كميتين ، تحتوي كل منهما على ثلاثة كيوبتات فائقة التوصيل. باستخدام كبل فائق التوصيل يبلغ طوله مترًا لربط العقد ، اختار العلماء بعد ذلك كيوبتًا واحدًا في كل عقدة وربطوها معًا ، مرسلين حالات كمومية عبر الكابل. تم تمديد التشابك إلى كيوبتات أخرى في كل عقدة. وهكذا ، "كثف" العلماء تشابك الكيوبتات حتى تم ربط جميع الكيوبتات الستة في عقدتين في حالة واحدة متشابكة عالميًا.
في عمل آخر للفيزياء في دلفتقامت جامعة التكنولوجيا في هولندا بتوصيل ثلاثة أجهزة كمومية بعيدة تعتمد على الكيوبتات الماسية بطريقة تجعل أي جهازين على الشبكة عبارة عن كيوبتات متشابكة بشكل متبادل. قدمت الشبكة اتصالًا في الوقت الفعلي ، وتم تنفيذ توزيع حالات تشابك متعددة الأجزاء حقيقية عبر ثلاث عقد وتبادل التشابكات من خلال عقدة وسيطة.
وأخيراً فريق من جامعة بوردونفذت مفتاحًا بصريًا انتقائيًا للطيف قابل للبرمجة لشبكة معلومات كمومية قابلة للتطوير، قادرة على التحكم بشكل مستقل في قنوات مختلفة مفصولة بطول موجة دون فقدان الفوتون.
- كيف يعمل كيوبت الكربون وكيف يتصرف في درجة حرارة الغرفة
شركة آرتشر للمواد الأستراليةيطور رقائق كمية مصممة للعمل في درجة حرارة الغرفة وتعتمد على تقنية الكربون كيوبت الأصلية. أجرى آرتشر بنجاح قياسًا مباشرًا للمقاومة ثنائية القطب لمادة كيوبت ، وهي المكون الرئيسي لرقاقة 12CQ ، في درجة حرارة الغرفة. تمكن المطورون من تسجيل منحنيات الجهد الحالي بشكل متكرر في نطاقات جهد مختلفة على كل من كيوبتات منفصلة منفصلة ومجموعتين كيوبت و كيوبت. في الغالب ، صمدت الكيوبتات أمام القياسات دون حدوث تلف أو تغييرات في البنية الإلكترونية.
تؤكد البيانات التي تم الحصول عليها قدرة الكيوبتات الكربونية على العمل في ظل الظروف المستخدمة في أجهزة أشباه الموصلات الوظيفية في درجة حرارة الغرفة.
- من تمكن من تنفيذ أكبر معالجة للغة الطبيعية على جهاز كمبيوتر كمي
كامبريدج للحوسبة الكمومية (CQC) في عمل جديديعرض نتائج التجارب الأولى على معالجة اللغة الطبيعية على كمبيوتر كمي من شركة IBM لمجموعات بيانات يبلغ حجمها مائة جملة أو أكثر. يمثل هذا البحث أكبر تطبيق تجريبي لمهام معالجة اللغة الطبيعية على الكمبيوتر الكمي حتى الآن.
في التجربة ، تم تقديم الجمل كـالدوائر الكمية ذات المعلمات ، ومعاني الكلمات مثل الكم تنص على أنها "تتشابك" وفقًا للبنية النحوية للجملة.
يحتوي العمل أيضًا على وصف تفصيلي للعمليةمعالجة اللغة الطبيعية الكمومية ، والتي يعتقد المطورون أنها يجب أن تسهل على مجتمع البرمجة اللغوية العصبية استخدام ترميز معالجة اللغة الكمومية.
برامج الكم الوطنية
- ما هي التقنيات التي سيتم اعتمادها في كندا؟
تحدد الوثيقة المقدمة من وزارة الدفاع الوطني والقوات المسلحة الكندية مهام البحث والتطوير ذات الأولوية لصالح الإدارة العسكرية:
- أجهزة الاستشعار الجاذبية لكشف الأشياء المخفية خلف الجدران.
- أجهزة استشعار كهرومغناطيسية مدمجة عريضة النطاق لتحل محل الهوائيات التقليدية.
- رادارات التخفي.
- أجهزة ضبط المدى فائقة الدقة قادرة على التعامل مع التداخلات والمسارات الصعبة.
- أجهزة كشف كيميائية فائقة الحساسية.
- أجهزة استشعار بالقصور الذاتي المدمجة لتحل محل نظام الملاحة GPS.
تخطط الوزارة لتحفيز الكمالابتكار في الدولة ، وكذلك الاستثمار في التطورات العلمية والتكنولوجية الكمية الرائدة في العالم وتسهيل نقل تقنيات الكم من المختبر إلى النماذج الأولية العاملة.
- من في ألمانيا سيصنع المعالجات الكمومية
وزارة التعليم الاتحادية وسيخصص البحث 14.5 مليون يورو لتطوير نموذج أولي لجهاز كمبيوتر كمومي وطني على منصة فائقة التوصيل ، سيتم تثبيتها في معهد والتر ميسنر التابع لأكاديمية العلوم البافارية. المشروع ، الذي يحمل الاسم الرمزي GeQCoS (حاسوب كمي ألماني يعتمد على الكيوبيتس الفائق التوصيل) ، يشمل أيضًا الجامعة التقنية في ميونيخ ، ومعهد كارلسروه للتكنولوجيا ، وجامعة إرلانجن نورمبرغ ، ومركز أبحاث يوليش ، ومعهد فراونهوفر لفيزياء الحالة الصلبة التطبيقية و شركة Infineon Technologies المصنعة لأشباه الموصلات الأوروبية الكبيرة.
وستكون هناك منحة أخرى بقيمة 12.4 مليون يوروالمخصصة لاتحاد Quantum Project Consortium، الذي يعمل على إنشاء معالجات كمومية لتطبيقات محددة. ويضم الكونسورتيوم الشركات الناشئة ParityQC وIQM وInfineon Technologies ومركز أبحاث Jülich وجامعة برلين الحرة ومركز Leibniz Supercomputing. ومن المتوقع أن يستمر المشروع لمدة أربع سنوات ويتضمن تطوير معالج كمي بسرعة 54 كيوبت.
- الذين انضموا إلى تحالف منتصف الأطلسي الكمي
كان اتحاد المنظمات العلمية والصناعيةنظمتها جامعة ماريلاند في الأصل كمجتمع إقليمي يضم العديد من الجامعات والشركات الكبرى ، بما في ذلك مختبر أبحاث الجيش CCDC و Northrop Grumman و Lockheed Martin و IonQ و Booz Allen Hamilton و AWS. تمت إعادة تسميته لاحقًا باسم تحالف منتصف الأطلسي الكمي ليعكس جغرافيته المتزايدة. الأعضاء الجدد في التحالف هم IBM ، والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) ، وبروتيفيتي ، وكوانتوبو ، وكواكسيس ، وجامعة بوي ستيت ، وجامعة جورج تاون ، ومعهد بيتسبرغ الكمومي ، وجامعة ديلاوير ، وفيرجينيا تك يوجد الآن ما مجموعه 24 جامعة رئيسية وحكومية وشريكة صناعية من بين المشاركين.
صورة
تشمل مهام التحالف التطوير المشترك للتقنيات المبتكرة ، وتحفيز الاكتشافات الجديدة في علم الكم ، فضلاً عن دعم الشركات الناشئة في مجال الكم وتدريب الموظفين.
- لماذا تخصص إسرائيل 60 مليون دولار لإنشاء حاسوب كمي؟
وزارة الدفاع الإسرائيلية ومكتبأعلنت شركة ابتكارات عن مسابقة لإنشاء كمبيوتر كمي يحتوي على 30-40 كيوبت. المنحة البالغة 60 مليون دولار ستكون قادرة على استقبال المؤسسات والجامعات الإسرائيلية والشركات الدولية. سيتعين على الفائز أن يبدأ العمل قبل نهاية العام.
إدراج الصورة:صورة
المشروع الجديد هو جزء من الوطنيةمبادرات تكنولوجيا الكم في إسرائيل بميزانية إجمالية قدرها 380 مليون دولار ، وفي الوقت الحالي ، لا يوجد سوى عدد قليل من الشركات الناشئة في إسرائيل ، مثل Classiq Technologies و Quantum Machines ، التي تطور أجهزة أو برامج لأجهزة الكمبيوتر الكمومية.
تلخيص لما سبق:توسع تأثير البرامج الوطنية ، ونما حجم الاستثمار ، وانضم أكبر المطورين التجاريين لتقنيات الكم إلى شركات الصناعة. يمكن العثور على النسخة الكاملة من الملخص على موقع الويب الخاص بمركز الكم الروسي.
انظر أيضا:
طائرة هليكوبتر بارعة تقلع بنجاح على المريخ
تم إنشاء أول خريطة دقيقة للعالم. ما هو الخطأ مع أي شخص آخر؟
أخبرت ناسا كيف سيتم تسليم عينات من المريخ إلى الأرض