Квантова индустрия
- Как да разпространяваме ваксини срещу COVID-19 с помощта на квантова технология
Партньорство
Резултатът от съвместната работа бешеизчислителна платформа, базирана на Digital Annealer, адиабатичен квантов компютър на Fujitsu. Платформата значително оптимизира разпределението на наличните лични предпазни средства, като същевременно минимизира изминатите километри и времето за доставка и е одобрена за използване от Министерството на отбраната на САЩ. Той също така създаде „платформа за разпространение на ваксини“, рационализирано решение за ефективно разпространение на ваксини срещу COVID-19 в отговор на бързо променящото се търсене. Ефективността на двата алгоритъма се увеличава експоненциално с добавянето на различни променливи и големи набори от данни от различни източници.
Планира се „платформата за разпространение на ваксини“ да бъде достъпна за използване и събиране на нови данни от местните власти в цялата страна, което трябва значително да ускори ваксинирането на жителите на САЩ.
- Защо генераторите на квантови произволни числа са толкова популярни по целия свят
Според компанията глобалният пазар за квантгенераторите на случайни числа (QRNG) ще нараснат до 7,2 милиарда долара до 2026 година. Експертите смятат, че пазарът ще се сблъска с много сливания и придобивания и в крайна сметка ще бъде оформен от няколко големи лидери. Това се дължи на относително лесното навлизане на технологичните компании на този пазар, съчетано с последващите трудности при позиционирането на продукта и генерирането на устойчиви печалби за малките разработчици.
Доклад за IQT
Според прогнозите на IQT най-големият потребител на QRNG сПазарният обем от 3,1 милиарда долара ще бъдат центрове за данни. Очаква се значително увеличение на продажбите (до 2,2 милиарда долара до 2026 г.) във финансовия сектор, по-специално за проблемите на информационната сигурност и финансовото моделиране с помощта на метода Монте Карло.
- Как работи квантовата платформа, базирана на фотонни чипове?
Канадски стартиращ Xanadu, използващ стандартни инаправи интегриран оптичен чип на базата на силициев нитрид в лесно мащабируема технология, която реализира така нареченото клъстерно (заплетено) състояние на светлината, което е необходимо за провеждане на квантови изчисления. За да се създаде това състояние, оптичните микрокухини вътре в чипа преобразуват обикновената лазерна светлина във вид квантова светлина, наречена изцедена светлина, която след това се преплита с помощта на мрежа от огледала, разделители на лъчи и оптични влакна.
С помощта на новото устройство учените успяхадемонстрират не само вземане на проби от гаусови бозони, но и решението на два проблема, които имат пряко практическо значение: изчисляване на вибрационните спектри на молекулите и определяне на сходството на математическите графики, представящи различни молекули.
- Защо квантово машинно обучение се използва в анализа на биомаркери за рак
Crown Bioscience (дъщерно дружество на JSR LifeSciences, USA) и Cambridge Quantum Computing (CQC, UK) обявиха началото на съвместна работа по използването на квантовите изчисления при създаването на лекарства за лечение на онкологични заболявания. Компаниите планират да разработят стратегия за прилагане на алгоритми за квантово машинно обучение в биоинформатиката, използвайки база данни от предклинични и транслационни изследвания в онкологията, натрупани в продължение на 15 години, и най-новите разработки на CQC в областта на квантовите алгоритми.
На първия етап от сътрудничеството кванталгоритми, разработени от CQC за NISQ устройства, ще бъдат използвани за анализ на генетичната база данни за идентифициране на нови мултигенни ракови биомаркери.
- Как производството на нефт и квантовите технологии са „приятели“
ExxonMobil ще участва заедноРазработени са квантови алгоритми за оптимизиране на системата за морски контейнерни превози. Морската логистика представлява около 90% от целия търговски трафик и създаването на оптимални вериги на доставки за намаляване на общото време за пътуване и отчитане на транспортните приоритети е сложна изчислителна задача. IBM е тествала приложимостта на алгоритмите за оптимизация, използвайки квантов емулатор на платформата Qiskit, и е описала подробно различни случаи на използване за квантова оптимизация и техническите подробности за създаване на изчислителни решения.
Все още няма конкретни подробности за сътрудничеството на IBM с bpса разкрити. Известно е само, че основната задача на тяхното взаимодействие е да повиши ефективността на енергийната система за намаляване на емисиите на парникови и токсични газове в атмосферата. bp също обяви решението си да се присъедини към IBM QNetwork като индустриален партньор.
- Защо Microsoft се оттегля с доказателство за фермиона на Majorana
Откриването на майоранови фермиони е важно заразработването на топологичен кубит е ключова цел за Microsoft. На теория този тип qubit би бил много по-устойчив на шум и изкривяване на околната среда и би намалил изискванията за коригиране на грешки на устойчив на грешки квантов компютър.
Основателна статия от изследователи отнидерландската лаборатория на Microsoft и Технологичния университет в Делфт съдържа данни за първите експериментални доказателства за съществуването на квазичастици Majorana. След научна дискусия през април 2019 г. Nature добави към статията „редакционен израз на загриженост“, а през май 2020 г. Комитетът за интегритет на научните изследвания в Делфтския университет започна разследване, което все още не е приключило. През февруари 2021 г. авторите публикуват предпечатка на нова статия за arXiv, като признават, че предишните заключения са преждевременни, а анализът на експерименталните данни, които не са включени в оригиналната статия, противоречи на заключението за откриване на квазичастици Majorana.
Изследвания и развитие
- Как да приложим квантовите алгоритми към изчислителната биология
Учени от Руския квантов център и Skoltechидентифицира няколко области, в които квантовите изчисления в биологията могат да бъдат полезни в близко бъдеще. Сред практически важните задачи са посочени, например, изследването на нитрогеназа - ензим, който извършва процеса на фиксиране на атмосферния азот. Нитрогеназата играе важна роля за обогатяването на почвата и водните обекти със свързан азот и се използва и в промишленото производство на амоняк. Също така изглежда реалистично да се реши проблемът с прогнозирането на триизмерната структура на протеин, за да се ускори качествено създаването на нови лекарства, да се определи транскрипционният фактор на ДНК-свързващи протеини, които играят ключова роля в генната транскрипция, както и да осигури ефективни и рентабилни изчислителни решения на проблемите на сглобяването на генома.
Първите значими резултати от приложениетоквантовите алгоритми в биоинформатиката се очакват от 2-3 години. Следващата стъпка след това ще бъде свързана с комерсиализацията на квантовите компютри и мащабирането на техните приложения.
- Какво е доказано квантовото превъзходство при решаването на практически математически проблем
Квантовото надмощие вече е билодемонстрирани по проблемите на произволно генериране на струни и вземане на проби от бозони. От приложна гледна точка тези задачи нямат никаква стойност - те показват възможностите на квантовите компютри и тяхното бъдеще като цяло.
Международен екип от физици, ръководен отЙорданис Керенидис от Парижкия университет успя да покаже експериментално, че квантовият компютър е по-бърз от класическия при проверката на решението на проблема с изпълнимостта на булевите формули и разгледа всички възможни ограничения в реалния свят, които възникват в експеримента.
Проверката беше извършена с помощта на линейнаоптична схема в полиномиално време, за разлика от експоненциалното време, което би било необходимо от класическия калкулатор. Предизвикателството при проверката на решението прави стъпка към реални приложения. Физиците предлагат да се използват мощни квантови компютри за решаване на проблеми и да се провери правилността на решенията на по-малко мощни машини.
- Как да използвам корекция на квантова грешка за подобряване на точността на измерване
Съществуващите методи за коригиране на грешки саактивни, тоест изискват периодична проверка на системата за грешки и тяхното незабавно коригиране. Това изисква достатъчно хардуерни ресурси и поради това пречи на мащабирането на квантовите компютри. Екип от Университета на Масачузетс в Амхерст, воден от Чен Уанг, внедри нов тип корекция на квантовите грешки, при който грешките се коригират спонтанно.
В експеримента, провеждан за непрекъснатокорекцията на грешки използва контролирани дисипативни комуникационни процеси с околната среда или резервоара. Дисипативната схема за корекция на грешки работи непрекъснато и не изисква измервания или операции за обратна връзка. В резултат на това увеличеното време на кохерентност води до значително подобрена точност на квантовото измерване. Новият метод е напълно съвместим със съществуващите методи за фазова стабилизация и корекция на грешки.
- Кога ще се появи квантовият интернет
Изследователи от лабораторията на Андрю Клиланд(Андрю Клиланд) Чикагският университет за първи път успя да заплита два отделни кубита, като ги свързва с кабел. Като част от експеримента изследователите създадоха два квантови възела, всеки съдържащ три свръхпроводящи кубита. С помощта на метър дълъг свръхпроводящ кабел за свързване на възлите учените след това избраха по един кубит на всеки възел и ги завързаха заедно, изпращайки квантови състояния през кабела. Заплитането беше разширено до други кубити на всеки възел. По този начин учените "засилиха" заплитането на кубитите, докато всичките шест кубита в два възела бяха свързани в едно глобално заплетено състояние.
В друга работа по физика в ДелфтТехнологичният университет в Холандия е свързал в мрежа три отдалечени квантови устройства, базирани на диамантени кубити, по такъв начин, че всякакви две устройства в мрежата са взаимно заплетени кубити. Мрежата осигурява комуникация в реално време, реализирани са разпределението на истински състояния от многоделни заплитания през три възли и обменът на заплитания през междинен възел.
И накрая, екипът от университета Purdueвнедри програмируем спектърно-селективен оптичен превключвател за мащабируема квантова информационна мрежа, способна да контролира независимо различни канали, разделени по дължина на вълната, без загуба на фотони.
- Как работи въглеродният кубит и как се държи при стайна температура
Австралийска компания Archer Materialsразработва квантови чипове, проектирани да работят при стайна температура и базирани на оригиналната въглеродна qubit технология. Archer успешно е извършил директно измерване на биполярното съпротивление на материала qubit, който е основният компонент на чипа 12CQ, при стайна температура. Разработчиците успяха да възпроизведат възпроизводимо криви ток-напрежение в различни диапазони на напрежение както на отделни изолирани кубити, така и на два кубита и кубитови клъстери. Най-често кубитите издържаха на измервания без повреди или промени в електронната структура.
Получените данни потвърждават способността на въглеродните кубити да работят при условията, използвани във функционални полупроводникови устройства при стайна температура.
- Който успя да внедри най-голямата обработка на естествен език на квантов компютър
Cambridge Quantum Computing (CQC) в нова работапредставя резултатите от първите експерименти за обработка на естествен език на квантов компютър на IBM за набори от данни с размер от сто или повече изречения. Това изследване представлява най-голямото експериментално изпълнение на задачи за обработка на естествен език на квантов компютър до момента.
В експеримента изреченията бяха представени катопараметризирани квантови вериги и значенията на думите като квантови състояния, които „се заплитат“ в съответствие с граматичната структура на изречението.
Работата съдържа и подробно описание на процесаквантова обработка на естествен език, която според разработчиците трябва да улесни NLP общността да използва кодирането на квантова обработка на езика.
Национални квантови програми
- Какви технологии ще бъдат приети в Канада?
Документът, представен от Министерството на националната отбрана и канадските въоръжени сили, идентифицира приоритетните задачи за изследване и развитие в интерес на военното ведомство:
- Гравиметрични сензори за откриване на предмети, скрити зад стените.
- Компактни широколентови електромагнитни сензори за замяна на традиционните антени.
- Крадливи радари.
- Ултра прецизни далекомери, способни да се справят със смущения и предизвикателни траектории.
- Свръхчувствителни химически детектори.
- Компактни инерционни сензори за замяна на GPS навигационната система.
Министерството планира да стимулира квантаиновации в страната, както и да инвестира във водещите квантови научни и технологични разработки в света и да улесни трансфера на квантови технологии от лабораторията към работещи прототипи.
- Кой в Германия ще създава квантови процесори
Федерално министерство на образованието иизследванията ще отпуснат 14,5 милиона евро за разработването на прототип на национален квантов компютър на свръхпроводяща платформа, който ще бъде инсталиран в Института Валтер Майснер на Баварската академия на науките. В проекта с кодово име GeQCoS (немски квантов компютър, базиран на свръхпроводящи кубити) участват още Техническият университет в Мюнхен, Технологичният институт Карлсруе, Университетът в Ерланген-Нюрнберг, Изследователският център на Юлих, Институтът за приложна физика на твърдото тяло на Фраунхофер и големият европейски производител на полупроводници Infineon Technologies.
Друга безвъзмездна помощ от 12,4 милиона евро ще бъдеразпределени на Quantum Project Consortium, който работи за създаване на квантови процесори за специфични приложения. Консорциумът включва стартиращи компании ParityQC и IQM, Infineon Technologies, Jülich Research Center, Free University of Berlin и Leibniz Supercomputing Center. Очаква се проектът да продължи четири години и включва разработването на 54-кубитов квантов процесор.
- Който се присъедини към Средноатлантическия квантов алианс
Консорциум от научни и индустриални организации бешеорганизиран от университета в Мериленд първоначално като регионална общност, която включва няколко големи университета и компании, включително изследователската лаборатория на CCDC Army, Northrop Grumman, Lockheed Martin, IonQ, Booz Allen Hamilton и AWS. По-късно е преименуван на Средноатлантическия квантов алианс, за да отрази увеличената му география. Новите членове на Алианса са IBM, Националният институт за стандарти и технологии (NIST), Protiviti, Quantopo, Quaxys, Държавният университет в Боуи, Джорджтаунският университет, Питсбъргския квантов институт, Университетът в Делауеър и Virginia Tech Сега сред участниците има общо 24 големи университетски, правителствени и индустриални партньори.
Картина
Задачите на Алианса включват съвместно разработване на иновативни технологии, стимулиране на нови открития в квантовата наука, както и подпомагане на квантови стартиращи компании и обучение на служители.
- Защо Израел отделя 60 милиона долара за създаване на квантов компютър
Министерството на отбраната на Израел и Службата наиновации обяви конкурс за създаване на квантов компютър с 30-40 кубита. Безвъзмездните средства в размер на 60 милиона долара ще могат да получат както израелски предприятия, така и университети и международни компании. Победителят ще трябва да започне работа преди края на годината.
Вмъкване на снимка:Картина
Новият проект е част от националнияИзраелските инициативи за квантови технологии с общ бюджет от $ 380 млн. В момента в Израел има само няколко стартиращи компании, като Classiq Technologies и Quantum Machines, които разработват хардуер или софтуер за квантови компютри.
Обобщаване:влиянието на националните програми се разшири, размерът на инвестициите нарасна, най-големите търговски разработчици на квантови технологии обединиха сили с индустриални компании. Пълната версия на дайджеста може да бъде намерена на уебсайта на Руския квантов център.
Вижте също:
Изобретателност хеликоптер успешно излита на Марс
Създадена е първата точна карта на света. Какво не е наред с всички останали?
НАСА разказа как ще доставят проби от Марс на Земята