Изследвания и развитие
Австралийски изследователи са разработили ултрабързо въртене на дупки
Едно от предизвикателствата при разработването на въртящи се кубитие загубата на тяхната съгласуваност с увеличаване на скоростта на работа. Ново проучване на австралийски учени (FLEET, CQC2T) в сътрудничество с колеги от Университета на Британска Колумбия (Канада) показва, че компромисът между скоростта и кохерентността може да бъде постигнат чрез използване на дупки като кубит, които се държат като положително заредени електрони. Кубитовите дупки, за разлика от електронните, са много по-малко изложени на нежелани флуктуиращи електрически полета, които съществуват във всеки материал. Освен това „златната среда“, при която кубитът на отвора е най-малко чувствителен към такъв шум, е и точката, в която може да се работи най-бързо. Този подход отваря възможността за потенциално мащабиране на кубити към мини-квантов компютър, базиран на "масив" от битове.
Учени от Щутгарт поставят под съмнение съществуването на квантови спинови течности
Спиновата течност е много рядка магнитнасъстояние на материята, при което за разлика от повечето материали завъртанията не са подредени дори при свръхниски температури, а образуват колективно заплетени състояния. Поради тази причина спиновите течности се считат за обещаваща среда за създаване на топологичен (устойчив на грешки) квантов компютър.
Досега съществуването на въртящи се течности е билопотвърдено само от косвени измервания и определени теоретични предположения. Учени от Университета в Щутгарт за първи път използваха техниката на широколентовата спиново-резонансна спектроскопия за изследване на процеса на подреждане в спинова течност и установиха, че когато температурата намалява, възниква неочакван процес на образуване на пространствено разделени спинови двойки, което вероятно опровергава възгледите за основните свойства на тази екзотична форма на материята.
Котешките кубити правят квантовия компютър по-устойчив на грешки
Група учени от Amazon, водени от ФернандоBrandao разработи нов дизайн за квантов компютър, който е толерантен към грешки. Те използваха така наречените котешки кубити или кубити в суперпозиция на кохерентни състояния с противоположни фази. Идеята е, че след като такъв кубит бъде стабилизиран, грешките при преобръщане на битове стават изключително редки, а грешките при преобръщане на фазите стават по-чести. И за да се предпазите от грешки при обръщане на фазата, можете да използвате активна корекция на грешки.
Изследователите извършиха пълни симулациишум, включително задълбочено проучване на редки процеси на флип бит. Използването на архитектурата, предложена в статията, и активната корекция на грешки постига логическа грешка от 2,7 × 10-8, използвайки само девет кубита от кода за данни - подобрение с повече от пет порядъка в сравнение с напълно незащитените кубити.
Новият код за коригиране на грешки ви позволява да работите в среда с висок шум
Сред многото кодове за коригиране на грешки иматака наречените повърхностни кодове. За тяхното представяне се използва двумерна решетка, по краищата на която са разположени кубитите. Някои от тях участват в изчисления, а другата част помага за идентифициране и коригиране на грешки. Кодовете на повърхността се използват, например, от Google в своите свръхпроводящи устройства.
Изследователи от Университета в Сидни подРъководството на Бенджамин Браун успя да разработи код, който е два пъти по-ефективен от съществуващите. Авторите го тестваха на малки системи и показаха, че новият код изисква по-малко допълнителни физически кубити за коригиране на грешки и в някои случаи надвишава теоретичната оценка. Поради своята устойчивост на шум, новите кодове са обещаващи за приложения в големи системи, където ще изискват значително по-малко допълнителни кубита.
Национални квантови програми
Стартиране на местни облачни платформи за достъп до квантови компютри
Руският квантов център отвори облачен достъпкъм емулатора за квантови изчисления SimCIM, който използва класически алгоритми, които симулират поведението на квантовите системи. Облачната платформа ще бъде полезна за решаване на проблеми с дискретна оптимизация, както и за анализ на икономическия ефект от въвеждането на квантови компютърни архитектури.
В бъдеще платформата ще предоставя достъп донай-новите квантови компютри, създадени като част от изпълнението на Пътната карта за квантови компютри, както и квантови компютри от международни компании на трети страни. За удобство на фирми клиенти от различни индустрии е създаден набор от готови приложения за финансова оптимизация, квантова химия, биоинформатика, логистика и др., както и набор от инструменти за сравнителен анализ на алгоритми.
Физическата основа за втората платформа,разработен в Центъра за квантови технологии на Московския държавен университет, има две системи: квантов процесор, базиран на неутрални атоми в оптични капани и линейно-оптичен квантов компютър. В момента на разположение на потребителите са класически симулатори на квантови процесори, в близко бъдеще ще бъде възможно да се получи достъп до истински оптичен чип. Платформата ви позволява да внедрите и тествате почти всички квантови и хибридни квантово-класически алгоритми.
Канадският институт публикува доклад за националните квантови стратегии на 46 държави
Докладът от 57 страници съдържа анализ на съществуващитев света на квантовите инициативи. Според нивото на развитие на националните програми страните са разделени на четири категории: 17 страни с координирана квантова стратегия (включително Русия, САЩ, Китай, Германия, Франция), три държави с развиваща се квантова стратегия (Канада), 12 държави без официално приета стратегия, но със значителен дял правителствени инициативи в квантовата област (Австралия, Дания, Финландия) и 14 държави, участващи в международни програми (балтийските страни, Турция, Полша).
Сред различните мерки за държавна подкрепа:създаване на изследователски центрове и центрове за научноизследователска и развойна дейност, конкурси за държавни субсидии, преки инвестиции в квантови проекти и рисково финансиране. Според авторите на доклада повечето от тези мерки са приложени в Русия, с изключение на организирането на специализирани конкурси за грантове в областта на квантовата наука и технологии.
Име на най-добрите университети в квантовите изчисления
Експерти от портала The Quantum Daily посочиха 12-те най-добри изследователски университета в света, постигнали успех в разработването на квантови изчислителни системи.
Сред тях пет американски университета иинститути (Харвард, Масачузетски технологичен университет, университети в Мериленд, Бъркли и Чикаго) и по един университет от Китай (Университет за наука и технологии), Канада (Ватерло), Сингапур (Nanyang Technological University), Австралия (Сидни), Германия (Лудвиг и Максимилиан в Мюнхен) и Австрия (Инсбрук).
Канадското правителство инвестира 288 милиона долара в квантови изследвания за седем години
Канада е един от световните лидери вобластта на квантовите изследвания и развитие, класирайки се на първо място сред страните от Г7 по разходи в тази област на глава от населението. Въпреки това, за разлика от други страни, Канада няма официално приета квантова програма.
Като част от мерки за възстановяване на икономиката следна пандемията COVID-19, правителството е формулирало предложение за бюджет за 2021 г., озаглавено „План за възстановяване на работни места, растеж и устойчивост“. По-специално се планира да се отделят 288 милиона долара за разработване и финансиране на националната квантова стратегия. Програмата включва координирано развитие на фундаментални и приложни изследвания и укрепване на лидерството на страната в тази пробивна посока.
Правителството на САЩ обявява нови програми за финансиране на квантови изследвания
Министерството на енергетиката отделя 25 милиона долара за фундаментална работа по развитието на квантовия интернет, която включва създаването на първия тестов център в регионален мащаб.
Също така две нови програми се поддържат от САЩСлужба за армейски изследвания: Първата включва разработването на принципно нови методи за проектиране, производство и контрол на кубити, за да се подобри тяхната стабилност в сравнение със съвременните устройства. Втората програма е насочена към целенасочена подкрепа на талантливи аспиранти и изследователи от американските граждани в областта на квантовата обработка на информация и квантовото зондиране.
Австралийското министерство на отбраната избира NEC и D-Wave за предизвикателства в областта на логистиката на отбраната
В резултат на конкуренцията, сътрудничествотоАвстралийско представителство на NEC Corporation - NEC Australia - и D-Wave Systems Inc. (Канада) беше избран за изпълнител на проекта за използване на хибридни квантови изчисления при решаването на проблема „последната миля“ в логистиката. Разработената технология е предназначена да оптимизира използването на автономни превозни средства за снабдяване на различни единици от централна база за доставки.
NEC и D-Wave сключиха споразумение за партньорство през ноември 2019 г. за съвместно разработване на квантови приложения. Това е първото подобно взаимодействие за компании с клиенти извън Япония.
Във Финландия е създаден нов институт за координиране на работата в областта на квантовите технологии
Университет Аалто, Университет в Хелзинки и ЦентърТехнически изследвания Финландия VTT подписа споразумение за сътрудничество в областта на квантовата наука и технологии под егидата на създадения финландски институт Quantum InstituteQ. Чрез обединяване на усилията страните се стремят да запазят Финландия в челните редици на все по-конкурентно глобално технологично поле.
В момента VTT заедно с финландскиястартиращият IQM работи по създаването на първия квантов компютър във Финландия. Този проект ще бъде първоначалната платформа за по-нататъшни изследвания, иновации и търговски дейности в областта на квантовите технологии.
Квантова индустрия
PsiQuantum и GlobalFoundries започват масово производство на фотонни процесорни компоненти
Калифорнийският стартъп PsiQuantum елидер в привлечените инвестиции сред всички квантови компании (508,5 милиона долара). Целта му е да разработи първия в света фотонен квантов процесор Q1, състоящ се от милион кубита.
Заедно с GlobalFoundries, който се занимава сЧрез договорно производство на полупроводникови продукти, PsiQuantum демонстрира способността да произвежда и интегрира, на стандартно оборудване, основните компоненти на фотонен процесор, включително оптични схеми, единични фотонни източници и детектори. Специалното оборудване, необходимо за масово производство на фотонни процесори, вече е инсталирано в две фабрики на GlobalFoundries в Ню Йорк (силициева фотоника) и Дрезден (електронни компоненти) и скоро ще се произвежда масово.
NTT и Токийският технологичен институт изучават приложението на машини в медицината
Кохерентната машина на Ising използва квантефекти в система от взаимодействащи завъртания, но не е напълно квантов компютър. Основната му цел е да решава комбинаторни задачи за оптимизация. NTT Research и Токийският технологичен институт използват машината Ising за създаване на нови лекарства. Изчислителната задача е да се намери оптималното съвпадение между колосален брой комбинации от лекарствени молекули и целеви протеини.
Втората област на приложение е така наречената компресиранасондиране - ще ви позволи да обработвате огромни набори от данни с висока скорост, бързо изхвърляйки фрагменти, които не съдържат полезна информация. Този подход може да се използва за анализ на изображения с магнитен резонанс и компютърна томография.
Quantum Brilliance и Quantum South ще разработят решения за оптимизиране на логистиката
Австралийски стартъп Quantum Brillianceразработва квантова платформа, базирана на свободните места на азот в диаманта, способна да работи при стайна температура. Сътрудничеството с Quantum South (Уругвай) започна през 2018 г. и първоначално беше насочено към разработване на логистични решения с помощта на софтуерен емулатор на процесора. Компаниите станаха финалисти на Airbus Quantum Computing Challenge.
Компаниите вече инсталират два кюбитаквантов компютър в суперкомпютърния център Pawsey в Пърт, Австралия, за интегриране с класически суперкомпютър и решаване на логистични проблеми в хибридна среда. Очаква се, че с увеличаването на размера на процесора и развитието на софтуера изчислителната система значително ще надмине класическите устройства по отношение на изчислителната мощност.
Q-CTRL изследва оптимизирането на трафика в Австралия
Австралийско министерство на транспортаНов Южен Уелс обяви сътрудничество с Q-CTRL за използване на квантов компютър за управление на сложна транспортна мрежа. Q-CTRL ще се заеме и с един от наболелите проблеми за най-големия австралийски град Сидни – актуализирането на разписанията на обществения транспорт по време на масови обществени събития. Възможността за коригиране на разписанията в реално време може значително да подобри ефективността на транспортната мрежа на града и да намали проблемите със задръстванията.
Първата IBM Q System One инсталирана в Европа
Първият квантов компютър на IBM извън САЩе инсталирана като част от съвместен проект с Fraunhofer-Gesellschaft. Машината е инсталирана в местоположението на IBM в Енинген, близо до Щутгарт, за изключително използване от Fraunhofer Society и неговите партньори като част от дейностите на Центъра за компетентност на Баден-Вюртемберг за квантови изчисления.
IBM Q System One ще се използва вв съответствие с германското законодателство, което е важно предимство за потребителите по отношение на защитата на данните и сигурността на интелектуалната собственост. Инсталирането на втория квантов компютър на IBM извън САЩ е планирано за тази година в Токийския университет.
Създаден е квантов сензор, способен да наблюдава целия радиочестотен диапазон
Квантови сензори, базирани на атоми Rydbergедва наскоро те започнаха да се използват като детектори за електромагнитно излъчване. За първи път американските военни започнаха да ги разработват с цел наблюдение на радиочестотното пространство с помощта на един широколентов детектор за всички радиочестотни ленти.
В нова работа военни изследователи от американската армияИзследователската лаборатория демонстрира високата чувствителност на компактния (1 cm) сензор в диапазона от 1 kHz до 1 THz и също го сравни с алтернативни широколентови приемници, базирани на електрооптични кристали и диполни антени.
Квантовият лидар ще помогне за откриване на изтичане на метан по време на добив на нефт и природен газ
Разработена QLM технология (Великобритания).ултрачувствителен атмосферен лидар с квантов еднофотонен детектор, способен да визуализира и количествено определя изтичането на метан от производството и използването на нефт и природен газ.
Проектът е подкрепен от BP, NationalGrid, AMETEK Land и правителството на Обединеното кралство, и lidar е един от първите търговски продукти по националната програма за квантови технологии на Обединеното кралство. Първата версия на lidar е достъпна за търговски тестове тази година, а тестовете на камери, инсталирани на безпилотни летателни апарати, ще започнат през 2022 година.
Прочетете още:
Мъглявини, комети и звездни разсадници: показва най-добрата астрофотография на годината
Данните от шпионски спътници помогнаха да се установи причината за топенето на ледниците в Азия
Коронавирус в пещера: всичко за китайските миньори, страдащи от странна пневмония през 2012 г.