Kvantový průmysl
- Jak distribuovat vakcíny proti COVID-19 pomocí kvantové technologie
Partnerství
Výsledkem společné práce bylovýpočetní platforma založená na Digital Annealer, adiabatickém kvantovém počítači Fujitsu. Platforma výrazně optimalizovala distribuci dostupných osobních ochranných pomůcek při minimalizaci najetých kilometrů a dodacích lhůt a byla schválena pro použití ministerstvem obrany USA. Vytvořila také „platformu pro distribuci vakcín“, efektivní řešení pro efektivní distribuci vakcín proti COVID-19 v reakci na rychle se měnící poptávku. Účinnost obou algoritmů roste exponenciálně s přidáním různých proměnných a velkých souborů dat z různých zdrojů.
Plánuje se, že „platforma pro distribuci vakcín“ bude k dispozici pro použití a nový sběr dat místními úřady po celé zemi, což by mělo výrazně urychlit očkování obyvatel USA.
- Proč jsou generátory kvantových náhodných čísel tak populární po celém světě
Podle společnosti, globální trh pro kvantovégenerátory náhodných čísel (QRNG) porostou do roku 2026 na 7,2 miliardy USD. Odborníci se domnívají, že trh bude čelit mnoha fúzí a akvizic a nakonec bude formován několika velkými vůdci. Je to způsobeno relativně snadným vstupem technologických společností na tento trh, spolu s následnými obtížemi při umisťování produktu a vytváření udržitelných zisků pro malé vývojáře.
Zpráva IQT
Podle předpovědí IQT je největším spotřebitelem QRNG sTržní objem 3,1 miliardy dolarů budou tvořit datová centra. Výrazný nárůst tržeb (až 2,2 mld. USD do roku 2026) se očekává také ve finančním sektoru, a to zejména u problémů informační bezpečnosti a finančního modelování metodou Monte Carlo.
- Jak funguje kvantová platforma založená na fotonických čipech?
Kanadský startup Xanadu využívající standardní avyrobil integrovaný optický čip na bázi nitridu křemíku ve snadno škálovatelné technologii, která implementuje takzvaný klastrový (zapletený) stav světla, který je nezbytný pro provádění kvantových výpočtů. K vytvoření tohoto stavu optické mikrodutiny uvnitř čipu převádějí obyčejné laserové světlo na typ kvantového světla nazývaného stlačené světlo, které se pak prolíná pomocí sítě zrcadel, rozdělovačů paprsků a optických vláken.
Pomocí nového zařízení to vědci dokázalidemonstrovat nejen Gaussovo bosonické vzorkování, ale také řešení dvou problémů, které mají přímý praktický význam: výpočet vibračních spekter molekul a určení podobnosti matematických grafů reprezentujících různé molekuly.
- Proč se kvantové strojové učení používá v analýze biomarkerů rakoviny
Crown Bioscience (dceřiná společnost JSR LifeSciences, USA) a Cambridge Quantum Computing (CQC, UK) oznámily zahájení společné práce na využití kvantových počítačů při tvorbě léků pro léčbu onkologických onemocnění. Společnosti plánují vyvinout strategii pro aplikaci algoritmů kvantového strojového učení v bioinformatice s využitím databáze preklinického a translačního výzkumu v onkologii nashromážděné za 15 let a nejnovějšího vývoje CQC v oblasti kvantových algoritmů.
V první fázi spolupráce, kvantalgoritmy vyvinuté CQC pro zařízení NISQ budou použity k analýze genetické databáze k identifikaci nových multigenových biomarkerů rakoviny.
- Jak jsou výroba ropy a kvantové technologie „přáteli“
ExxonMobil společněByly vyvinuty kvantové algoritmy pro optimalizaci systému námořní přepravy kontejnerů. Námořní logistika představuje přibližně 90% veškerého obchodního provozu a vytváření optimálních dodavatelských řetězců ke snížení celkové doby cestování a zohlednění dopravních priorit je složitý výpočetní úkol. IBM testovala použitelnost optimalizačních algoritmů pomocí kvantového emulátoru na platformě Qiskit a podrobně popsala různé případy použití pro kvantovou optimalizaci a technické podrobnosti vytváření výpočetních řešení.
Konkrétní podrobnosti o spolupráci IBM s bp dosud nebylyjsou zveřejněny. Je pouze známo, že hlavním úkolem jejich interakce je zvýšit účinnost energetického systému a snížit emise skleníkových a toxických plynů do atmosféry. Společnost bp také oznámila své rozhodnutí připojit se k IBM QNetwork jako průmyslovému partnerovi.
- Proč se Microsoft stahuje s důkazem majoránského fermionu
Detekce fermionů Majorana je důležitá provývoj topologického qubitu je pro Microsoft klíčovým cílem. Teoreticky by tento typ qubitu byl mnohem odolnější vůči šumu a zkreslení prostředí a snížil by požadavky na opravu chyb kvantového počítače odolného vůči chybám.
Zakládající článek vědců znizozemská laboratoř společnosti Microsoft a Delft University of Technology obsahovala údaje o prvních experimentálních důkazech na světě o existenci kvazičástic Majorana. V návaznosti na vědeckou diskusi v dubnu 2019 přidala Nature do článku „redakční vyjádření znepokojení“ a v květnu 2020 zahájil Výbor pro integritu technologického výzkumu Delft University of Technology vyšetřování, které dosud nebylo dokončeno. V únoru 2021 autoři publikovali předtisk nového článku o arXiv, přičemž uznali, že předchozí závěry byly předčasné, a analýza experimentálních dat, která nebyla zahrnuta v původním článku, je v rozporu se závěrem o detekci kvazičástic Majorana.
Výzkum a vývoj
- Jak aplikovat kvantové algoritmy na výpočetní biologii
Vědci z ruského Kvantového centra a Skoltechidentifikoval několik oblastí, ve kterých může být kvantová práce v biologii v blízké budoucnosti užitečná. Mezi prakticky důležité úkoly bylo uvedeno například studium nitrosázy - enzymu, který provádí proces fixace atmosférického dusíku. Nitrogenáza hraje důležitou roli při obohacování půdy a vodních útvarů vázaným dusíkem a používá se také v průmyslové výrobě amoniaku. Také se jeví jako reálné vyřešit problém předpovědi trojrozměrné struktury proteinu, aby se kvalitativně urychlilo vytváření nových léků, určit transkripční faktor proteinů vázajících DNA, které hrají klíčovou roli v genové transkripci, stejně jako poskytnout efektivní a nákladově efektivní výpočetní řešení problémů genomové sestavy.
První významné výsledky z aplikacekvantové algoritmy v bioinformatice se očekávají 2-3 roky. Další krok poté bude souviset s komercializací kvantových počítačů a škálováním jejich aplikací.
- Jaká kvantová nadřazenost dokázala při řešení praktického matematického problému
Kvantová nadvláda již bylaprokázáno na problémech generování náhodných řetězců a vzorkování bosonů. Z aplikovaného hlediska nemají tyto úkoly žádnou hodnotu - ukazují schopnosti kvantových počítačů a jejich budoucnost jako celek.
Mezinárodní tým fyziků pod vedenímIordanis Kerenidis z pařížské univerzity dokázal experimentálně prokázat, že kvantový počítač je rychlejší než klasický při kontrole řešení problému splnitelnosti booleovských vzorců a zvážil všechna možná reálná omezení, která při experimentu vyvstanou.
Kontrola byla provedena pomocí lineárníhooptické schéma v polynomiálním čase, na rozdíl od exponenciálního času, který by vyžadovala klasická kalkulačka. Výzva ověřit řešení znamená krok k reálným aplikacím. Fyzici navrhují používat výkonné kvantové počítače k řešení problémů a ke kontrole správnosti řešení na méně výkonných strojích.
- Jak používat kvantovou opravu chyb ke zlepšení přesnosti měření
Existující metody opravy chyb jsouaktivní, to znamená, že vyžadují pravidelnou kontrolu chyb systému a jejich okamžitou opravu. To vyžaduje dostatek hardwarových prostředků, a proto brání škálování kvantových počítačů. Tým na univerzitě v Massachusetts v Amherstu, vedený Chen Wangem, implementoval nový typ korekce kvantové chyby, při které jsou chyby opravovány spontánně.
V experimentu prováděném kontinuálněoprava chyb využívá řízené disipativní komunikační procesy s prostředím nebo rezervoárem. Disipativní obvody pro korekci chyb pracují nepřetržitě a nevyžadují měření ani zpětnovazební operace. Výsledná prodloužená doba soudržnosti má za následek výrazně lepší přesnost kvantového měření. Nová metoda je plně kompatibilní se stávajícími metodami fázové stabilizace a korekce chyb.
- Kdy se objeví kvantový internet
Výzkumníci z Andrew Cleland Laboratory(Andrew Cleland) Chicagské univerzitě se poprvé podařilo zaplést dva oddělené qubity propojením pomocí kabelu. V rámci experimentu vědci vytvořili dva kvantové uzly, z nichž každý obsahoval tři supravodivé qubity. Vědci pak pomocí metrového supravodivého kabelu k propojení uzlů vybrali jeden qubit v každém uzlu a spojili je dohromady, přičemž prostřednictvím kabelu poslali kvantové stavy. Zapletení bylo rozšířeno na další qubity v každém uzlu. Vědci tak „zesílili“ zapletení qubits, dokud nebylo všech šest qubits ve dvou uzlech spojeno v jednom globálně zapleteném stavu.
V dalším díle fyziky v DelftuUniversity of Technology v Nizozemsku propojily tři vzdálená kvantová zařízení založená na diamantových qubitech takovým způsobem, že jakákoli dvě zařízení v síti jsou vzájemně zapletená qubits. Síť zajišťovala komunikaci v reálném čase, byla implementována distribuce skutečných stavů spletených více částí mezi tři uzly a výměna zapletení prostřednictvím mezilehlého uzlu.
Nakonec tým z Purdue Universityimplementoval programovatelný spektrálně selektivní optický přepínač pro škálovatelnou kvantovou informační síť, schopný nezávisle řídit různé kanály oddělené vlnovou délkou bez ztráty fotonů.
- Jak funguje uhlíkový qubit a jak se chová při pokojové teplotě
Australská společnost Archer Materialsvyvíjí kvantové čipy určené k provozu při pokojové teplotě a na základě původní technologie uhlíkových qubitů. Archer úspěšně provedl přímé měření bipolárního odporu materiálu qubit, který je hlavní složkou čipu 12CQ, při pokojové teplotě. Vývojářům se podařilo reprodukovatelně zaznamenat křivky proudu a napětí v různých napěťových rozsazích, a to jak na samostatných izolovaných qubitech, tak na dvou qubitech a qubitových klastrech. Většinou qubits vydržel měření bez poškození nebo změn v elektronické struktuře.
Získaná data potvrzují schopnost uhlíkových qubitů pracovat za podmínek používaných ve funkčních polovodičových zařízeních při pokojové teplotě.
- Komu se podařilo implementovat největší zpracování přirozeného jazyka na kvantovém počítači
Cambridge Quantum Computing (CQC) v nové práciuvádí výsledky prvních experimentů se zpracováním přirozeného jazyka na kvantovém počítači IBM pro datové sady o velikosti stovky a více vět. Tento výzkum představuje dosud největší experimentální implementaci úloh zpracování přirozeného jazyka na kvantovém počítači.
V experimentu byly věty prezentovány jakoparametrizované kvantové obvody a význam slov jako kvantových stavů, které se „zaplétají“ v souladu s gramatickou strukturou věty.
Práce také obsahuje podrobný popis procesukvantové zpracování přirozeného jazyka, o kterém se vývojáři domnívají, že by mělo komunitě NLP usnadnit používání kódování zpracování kvantového jazyka.
Národní kvantové programy
- Jaké technologie budou v Kanadě přijaty?
Dokument předložený ministerstvem národní obrany a kanadskými ozbrojenými silami identifikuje prioritní úkoly výzkumu a vývoje v zájmu vojenského oddělení:
- Gravimetrické senzory pro detekci předmětů skrytých za zdmi.
- Kompaktní širokopásmové elektromagnetické senzory, které nahradí tradiční antény.
- Tajné radary.
- Vysoce přesné dálkoměry schopné zvládat rušení a náročné trajektorie.
- Ultrasenzitivní chemické detektory.
- Kompaktní inerciální senzory, které nahradí navigační systém GPS.
Ministerstvo plánuje stimulovat kvantuminovace v zemi, stejně jako investice do předního světového kvantového vědeckého a technologického rozvoje a usnadnění přenosu kvantových technologií z laboratoře do funkčních prototypů.
- Kdo v Německu vytvoří kvantové procesory
Spolkové ministerstvo školství avýzkum přidělí 14,5 milionu eur na vývoj prototypu národního kvantového počítače na supravodivé platformě, který bude instalován v Institutu Waltera Meissnera v Bavorské akademii věd. Projekt s kódovým názvem GeQCoS (německý kvantový počítač založený na supravodivých Qubits) zahrnuje také Technickou univerzitu v Mnichově, Karlsruhe Institute of Technology, Univerzitu v Erlangen-Norimberku, Výzkumné centrum Jülich, Fraunhoferův institut pro aplikovanou fyziku pevných látek a velký evropský výrobce polovodičů Infineon Technologies.
Další grant ve výši 12,4 milionu eur budepřiděleno konsorciu Quantum Project Consortium, které pracuje na vytvoření kvantových procesorů pro konkrétní aplikace. Konsorcium zahrnuje startupy ParityQC a IQM, Infineon Technologies, Jülich Research Center, Free University of Berlin a Leibniz Supercomputing Center. Očekává se, že projekt potrvá čtyři roky a zahrnuje vývoj 54-qubitového kvantového procesoru.
- Kdo se připojil ke Středoatlantické kvantové alianci
Konsorcium vědeckých a průmyslových organizací bylopořádá University of Maryland původně jako regionální komunita, která zahrnuje několik významných univerzit a společností, včetně CCDC Army Research Laboratory, Northrop Grumman, Lockheed Martin, IonQ, Booz Allen Hamilton a AWS. Později byla přejmenována na Středoatlantickou kvantovou alianci, aby odrážela její rostoucí geografii. Novými členy Aliance jsou IBM, National Institute of Standards and Technology (NIST), Protiviti, Quantopo, Quaxys, Bowie State University, Georgetown University, Pittsburgh Quantum Institute, University of Delaware and Virginia Tech. Mezi účastníky je nyní celkem 24 hlavních univerzitních, vládních a průmyslových partnerů.
Obrázek
Mezi úkoly Aliance patří společný vývoj inovativních technologií, stimulace nových objevů v kvantové vědě a podpora kvantových startupů a školení zaměstnanců.
- Proč Izrael vyčleňuje 60 milionů dolarů na vytvoření kvantového počítače
Izraelské ministerstvo obrany a Úřadinovace vyhlásily soutěž o vytvoření kvantového počítače s 30-40 qubits. Grant ve výši 60 milionů dolarů bude moci získat jak izraelské podniky, tak univerzity a mezinárodní společnosti. Vítěz bude muset zahájit práci do konce roku.
Vložit fotku:Obrázek
Nový projekt je součástí národníIzraelské iniciativy v oblasti kvantové technologie s celkovým rozpočtem 380 milionů USD. V současné době je v Izraeli pouze několik startupů, jako jsou Classiq Technologies a Quantum Machines, které vyvíjejí hardware nebo software pro kvantové počítače.
Shrnutí:vliv národních programů se zvýšil, objem investic vzrostl, největší komerční vývojáři kvantových technologií spojili své síly s průmyslovými společnostmi. Plnou verzi přehledu naleznete na webových stránkách ruského kvantového centra.
Viz také:
Vrtulník vynalézavosti úspěšně startuje na Marsu
Byla vytvořena první přesná mapa světa. Co se děje s ostatními?
NASA řekla, jak budou dodávat vzorky Marsu na Zemi