A pesar de la pandemia, los avances en el campo de la computación cuántica no se detuvieron: gigantes globales de TI
Investigación y desarrollo
El generador de números aleatorios más rápido
Los números aleatorios son clavecriptografía y modelado numérico. Un equipo de científicos del Russian Quantum Center, junto con colegas de la Universidad de Oxford, Goldsmiths College y la Universidad Libre de Berlín, anuncia el desarrollo de un dispositivo óptico ultrarrápido capaz de generar una secuencia aleatoria garantizada a una velocidad de 8.05 GB por segundo. lo que lo convierte en el generador de números aleatorios más rápido hasta la fecha. Los prototipos creados previamente de tales dispositivos tenían una velocidad varios órdenes de magnitud menor.
La tecnología desarrollada puede constituir la baseproducción de dispositivos comerciales con una amplia gama de aplicaciones. Así, Samsung presentó recientemente un teléfono móvil con un generador cuántico de números aleatorios, lo que indica la demanda de esta tecnología en el mercado masivo.
Red cuántica basada en drones
Los fotones enredados se transfirieron previamente con éxito ala distancia es de más de mil kilómetros entre el satélite y las estaciones terrestres, pero ahora un equipo de científicos de la Universidad de Nanjing ha demostrado que se pueden establecer comunicaciones seguras utilizando equipos bastante económicos.
En este experimento, la red cuántica fueimplementado utilizando dos drones de vuelo libre en el aire a una distancia de 400 metros entre sí y a una distancia de 200 metros de sus estaciones receptoras terrestres. En total, teniendo en cuenta la altura de los vuelos de los drones, el canal de comunicación cuántica a través del aire tenía una longitud total de aproximadamente un kilómetro. Las estaciones terrestres para recibir fotones se armaron con telescopios con una apertura de 26 mm y receptores de un solo fotón.
Tal solución permitirá en cualquier lugar rápidamenteImplementar canales de comunicación operativos seguros. En el futuro, el equipo planea aumentar el tamaño de la red utilizando varios drones que pueden transmitir mensajes o datos cifrados a una computadora cuántica a largas distancias.
Teletransportación cuántica
Equipo de investigación formado porrepresentantes de universidades y empresas estadounidenses y canadienses dirigidas por Panayotis Spenzouris (Laboratorio Acelerador Nacional Fermi) demostraron una transferencia estable del estado cuántico de un qubit a una distancia de 44 kilómetros.
La teletransportación cuántica es necesaria para muchosAplicaciones de información cuántica, incluida la llamada Internet cuántica. El experimento de Fermilab utilizó sensores convencionales de fotón único y redes de telecomunicaciones de fibra óptica.
La precisión de la transferencia de un estado cuántico enexperimento fue del 90%, que se considera un valor extremadamente alto. En experimentos futuros, los científicos establecerán un nuevo récord para el rango de teletransportación y el número de qubits acoplados al actualizar el sistema, que está previsto para el segundo trimestre de 2021. En el futuro, esto ayudará a realizar la computación cuántica distribuida como la computación en clúster, pero sin un cuello de botella en forma de limitaciones de ancho de banda de la red.
Cirugía de celosía
Los métodos existentes de corrección de errores cuánticos se complican por el hecho de que su implementación requiere cientos o incluso miles de qubits físicos conectados entre sí.
El equipo de la Universidad de Innsbruck bajo la direcciónEl profesor Rainer Blatt informó por primera vez sobre la creación de dos qubits lógicos únicos, protegidos de la pérdida de información cuántica, logrando su acoplamiento y transfiriendo información lógica entre ellos. Esto se logró en un procesador cuántico basado en trampas de iones, que consta de sólo diez qubits físicos, y mediante la llamada cirugía de celosía. Esta técnica permite combinar o separar qubits lógicos realizando operaciones lógicas específicas en una parte de los qubits físicos subyacentes.
El método utilizado requiere significativamente menosmás operaciones para crear concatenación de qubit que los enfoques tradicionales, y demostrar tales operaciones, bloques de construcción fundamentales para la computación cuántica, es un paso importante hacia la implementación práctica de la computación cuántica tolerante a fallas.
Industria cuántica
Comparaciones moleculares
La industria farmacéutica está extremadamente interesada en la aparición de nuevas tecnologías para la creación de fármacos, incluido el uso de modelos y cribados moleculares cuánticos.
El gigante farmacéutico alemán BoehringerIngelheim, conocida por sus avances en el diseño de fármacos asistidos por ordenador y en el modelado in silico, ha unido fuerzas con Google en el campo de la computación cuántica.
Y la empresa farmacéutica suiza Rochecomienza la cooperación con la Cambridge Quantum Computing británica, en la que se utilizarán métodos de computación cuántica para encontrar nuevos métodos de tratamiento de enfermedades.
Anteriormente se informó que el estadounidenseLa empresa de biotecnología Biogen se está asociando con la startup 1Qbit en un proyecto piloto destinado a acelerar el descubrimiento de fármacos mediante el uso de computadoras cuánticas para comparaciones moleculares. Mediante el cribado cuántico de un gran número de moléculas, planea encontrar nuevos fármacos eficaces para enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis múltiple, el Alzheimer y el Parkinson.
Flujos multifásicos
Aker BP (una gran empresa independiente de exploración y producción de petróleo en Europa - Hi-Tech) y CQC han creado un algoritmo de aprendizaje automático cuántico para clasificar flujos multifásicos.
Flujos multifásicos en el transporte por tuberíasrequieren un seguimiento, seguimiento, análisis y gestión bastante cuidadosos. El algoritmo permite el análisis del flujo de tiempo polinomial y está implementado en un procesador cuántico de IBM.
Clasificador probado en datos de AkerBP, requiere solo unos pocos qubits para igualar el rendimiento de una máquina de vectores de soporte (SVM) clásica con núcleos no lineales. Es una de las primeras aplicaciones de las soluciones de aprendizaje automático cuántico de la era NISQ en el sector energético.
Partes para BMW
El fabricante de automóviles alemán ha iniciado un experimento para optimizar el sistema de adquisición y suministro de componentes de producción mediante una computadora cuántica.
Generalmente dentro del ciclo de producciónLos fabricantes de automóviles están considerando cientos de opciones de suministro de una variedad de proveedores con diferentes tiempos de entrega y costos de piezas. Elegir el circuito óptimo es una tarea computacional abrumadora. BMW planea realizar los primeros cálculos en la computadora Honeywell H0 y luego pasar al sistema H1 más potente. Se supone que la ventaja computacional sobre los sistemas informáticos clásicos se logrará en un año y medio o dos.
En octubre de 2020, otro importante fabricante de automóviles, Toyota, anunció el lanzamiento de un proyecto similar para optimizar su red logística.
Criostato de disolución
Pionero en criostatos de disolución,Oxford Instruments NanoScience ha anunciado una asociación con Oxford Quantum Circuits, que será la primera en el mundo en aceptar la entrega del sistema de enfriamiento Proteox Cryofree® de próxima generación.
Las bajas temperaturas son necesarias para detectarsutiles efectos cuánticos ocultos por el ruido de las vibraciones térmicas, pero el enfriamiento eficiente sigue siendo un problema grave en muchas implementaciones de sistemas cuánticos.
Nuevo criostato de disolución de Oxford Instrumentsproporciona una alta estabilidad del control de temperatura en el rango mK y admite una gran cantidad de conexiones eléctricas, lo que facilita la integración de procesadores cuánticos.
Computadoras cuánticas con trampas de iones
La startup IonQ anunció una alianza de tres años conEl Centro de Apoyo a la Investigación de Información Cuántica (Centro Q) es una organización independiente establecida en la Universidad Sungkyunkwan en Corea del Sur para formar un ecosistema de investigación nacional en el campo de la ciencia de la información cuántica.
La colaboración creará cuánticaComputadoras con trampas de iones IonQ disponibles para investigadores y estudiantes en Corea del Sur. IonQ considera que el mercado surcoreano de alta tecnología es importante para la expansión de su propia tecnología.
El programa cuántico nacional de Corea del Sur comenzó en 2019 y prevé la creación de un procesador cuántico de cinco qubit dentro de cinco años.
Programas cuánticos nacionales
1.800 millones de euros para la industria cuántica
Francia anunció oficialmente la decisión.invertir 1.800 millones de euros en tecnologías cuánticas. Según el plan presentado por el presidente francés, Emmanuel Macron, la inversión está prevista para cinco años. El gobierno francés aumentará la financiación para la industria cuántica de los 60 millones de euros actuales a 200 millones de euros al año. Otros 200 millones de euros procederán de la Unión Europea y se esperan 550 millones de euros del sector privado.
De estos fondos:
- se destinarán unos 780 millones de euros a la creación de una computadora cuántica;
- 250 millones de euros para sensores cuánticos;
- 150 millones de euros para criptografía postcuántica;
- 320 millones de euros para comunicaciones cuánticas;
- 300 millones de euros para tecnologías relacionadas como la criogénica.
Con este volumen de inversión, Francia se convertirá en uno de los países líderes en inversión en tecnologías cuánticas, junto con Estados Unidos, China, India y Alemania.
Iniciativa cuántica de Baviera
Munich Quantum se creará en Alemaniavalle, para cuya explotación Baviera destinará un total de 300 millones de euros. En el valle cuántico habrá un parque tecnológico con salas blancas bien equipadas, sistemas para la producción de materiales nano y de película delgada, así como laboratorios de desarrollo y pruebas.
Las principales tareas del valle serán crearcomputadoras cuánticas, simuladores cuánticos para encontrar nuevos materiales, investigación en el campo de la metrología cuántica para mediciones de alta precisión de campos eléctricos o magnéticos y criptografía cuántica.
Tenga en cuenta que Alemania ya tiene el mayorLa UE tiene un programa nacional para el desarrollo de tecnologías cuánticas. En julio de 2020, el gobierno federal anunció su prórroga para los próximos 10 años con un presupuesto de 2.000 millones de euros además del programa cuántico general de la UE.
Enfoque modular
Al crear computadoras cuánticas, su clavelos componentes suelen ser diseñados y fabricados por una sola empresa, lo que resulta bastante costoso y requiere mucho tiempo. Para acelerar el desarrollo de una computadora cuántica nacional, varias startups en los Países Bajos han acordado utilizar un enfoque modular: las empresas independientes se centrarán en desarrollar ciertos elementos de la computadora cuántica para integrarlos en un solo sistema en el futuro.
Integrantes del nuevo consorcio IMPAQT, creadoPara ello, las nuevas empresas se han convertido en Orange QS, un proveedor de sistemas cuánticos integrados, Qblox, un proveedor de una pila de control cuántico, Delft Circuits, un desarrollador de equipos cuánticos para entrada y salida criogénica, y Qu&Co, un desarrollador de sistemas cuánticos. algoritmos y software.
2021 ha comenzado para la cuántica globallas comunidades son lo más activas posible: ha aumentado la inversión pública en el desarrollo, ha aumentado el número de casos industriales y de investigación internacional. La versión completa del resumen se puede encontrar en el sitio web del Russian Quantum Center.
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