Malgré la pandémie, les développements dans le domaine de l’informatique quantique ne se sont pas arrêtés : géants mondiaux de l’informatique
Recherche et développement
Générateur de nombres aléatoires le plus rapide
Les nombres aléatoires sont la clécryptographie et modélisation numérique. Une équipe de scientifiques du Russian Quantum Center, en collaboration avec des collègues de l'Université d'Oxford, du Goldsmiths College et de l'Université libre de Berlin, annonce le développement d'un dispositif optique ultra-rapide capable de générer une séquence aléatoire garantie à une vitesse de 8,05 Go par seconde, ce qui en fait le générateur de nombres aléatoires le plus rapide à ce jour. Les prototypes créés précédemment de tels appareils avaient une vitesse inférieure de plusieurs ordres de grandeur.
La technologie développée peut constituer la baseproduction d'appareils commerciaux avec une large gamme d'applications. Ainsi, Samsung a récemment introduit un téléphone mobile doté d'un générateur de nombres aléatoires quantiques, ce qui indique la demande pour cette technologie sur le marché de masse.
Réseau quantique basé sur un drone
Les photons intriqués étaient auparavant transférés avec succès versla distance est de plus de mille kilomètres entre le satellite et les stations au sol, mais maintenant une équipe de scientifiques de l'Université de Nanjing a montré qu'une communication sécurisée peut être établie à l'aide d'un équipement assez bon marché.
Dans cette expérience, le réseau quantique étaitmis en œuvre à l'aide de deux drones en vol libre dans les airs à une distance de 400 mètres l'un de l'autre et à une distance de 200 mètres de leurs stations de réception au sol. Au total, compte tenu de la hauteur des vols de drones, le canal de communication quantique dans les airs avait une longueur totale d'environ un kilomètre. Les stations au sol de réception de photons étaient équipées de télescopes avec une ouverture de 26 mm et de récepteurs à photon unique.
Une telle solution permettra n'importe où rapidementdéployer des canaux de communication opérationnels sécurisés. À l'avenir, l'équipe prévoit d'augmenter la taille du réseau à l'aide de plusieurs drones capables de transmettre des messages ou des données cryptés à un ordinateur quantique sur de longues distances.
Téléportation quantique
Equipe de recherche composée dedes représentants d'universités et d'entreprises américaines et canadiennes dirigées par Panayotis Spenzouris (Fermi National Accelerator Laboratory) ont démontré un transfert stable de l'état quantique d'un qubit sur une distance de 44 kilomètres.
La téléportation quantique est nécessaire pour beaucoupapplications d’information quantique, y compris ce que l’on appelle l’Internet quantique. L'expérience du Laboratoire Fermi a utilisé des capteurs conventionnels à photon unique et des réseaux de télécommunications à fibres optiques.
La précision du transfert d'un état quantique dansl'expérience était de 90%, ce qui est considéré comme une valeur extrêmement élevée. Dans de futures expériences, les scientifiques vont établir un nouveau record pour la distance de téléportation et le nombre de qubits couplés en améliorant le système, qui est prévue pour le deuxième trimestre de 2021. À l'avenir, cela aidera à effectuer de l'informatique quantique distribuée comme un cluster, mais sans goulot d'étranglement sous la forme de limitations de bande passante du réseau.
Chirurgie du treillis
Les méthodes existantes de correction d'erreur quantique sont compliquées par le fait que leur mise en œuvre nécessite des centaines, voire des milliers de qubits physiques connectés les uns aux autres.
L'équipe de l'Université d'Innsbruck sous la directionLe professeur Rainer Blatt a été le premier à signaler la création de deux qubits logiques uniques, protégés de la perte d'informations quantiques, réalisant leur couplage et transférant des informations logiques entre eux. Ceci a été réalisé grâce à un processeur quantique basé sur des pièges à ions, composé de seulement dix qubits physiques, et utilisant ce qu'on appelle la chirurgie du réseau. Cette technique permet de combiner ou de séparer des qubits logiques en effectuant certaines opérations logiques sur une partie des qubits physiques qui les sous-tendent.
La méthode utilisée nécessite beaucoup moinsplus d'opérations pour créer un chaînage de qubits que les approches traditionnelles, et la démonstration de ces opérations - éléments fondamentaux de l'informatique quantique - est une étape importante vers la mise en œuvre pratique de l'informatique quantique tolérante aux pannes.
Industrie quantique
Comparaisons moléculaires
L'industrie pharmaceutique est extrêmement intéressée par l'émergence de nouvelles technologies pour la création de médicaments, y compris l'utilisation de la modélisation moléculaire quantique et du criblage.
Le géant pharmaceutique allemand BoehringerIngelheim, connu pour ses développements en matière de conception de médicaments assistée par ordinateur et de modélisation in silico, s'est associé à Google dans le domaine de l'informatique quantique.
Et la société pharmaceutique suisse Rochecommence la coopération avec le britannique Cambridge Quantum Computing, dans lequel des méthodes de calcul quantique seront utilisées pour trouver de nouvelles méthodes de traitement des maladies.
Auparavant, il a été rapporté que l'américainLa société de biotechnologie Biogen s'associe à la startup 1Qbit dans le cadre d'un projet pilote visant à accélérer la découverte de médicaments en utilisant des ordinateurs quantiques pour des comparaisons moléculaires. En utilisant le criblage quantique d'un grand nombre de molécules, elle prévoit de trouver de nouveaux médicaments efficaces pour les maladies neurodégénératives telles que la sclérose en plaques, la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Flux multiphases
Aker BP (une grande société indépendante d'exploration et de production pétrolière en Europe - Hi-Tech) et CQC ont créé un algorithme d'apprentissage automatique quantique pour classer les flux multiphasiques.
Flux multiphasiques dans le transport par pipelinenécessitent une surveillance, un suivi, une analyse et une gestion assez minutieux. L'algorithme permet une analyse polynomiale du flux temporel et est implémenté sur un processeur quantique IBM.
Classificateur testé sur les données AkerBP, ne nécessite que quelques qubits pour correspondre aux performances d'une machine à vecteur de support classique (SVM) avec des noyaux non linéaires. Il s'agit de l'une des premières applications des solutions d'apprentissage automatique quantique de l'ère NISQ dans le secteur de l'énergie.
Pièces pour BMW
Le constructeur automobile allemand a lancé une expérience visant à optimiser le système d'approvisionnement et d'approvisionnement des composants de production à l'aide d'un ordinateur quantique.
Habituellement dans le cycle de productionLes constructeurs automobiles envisagent des centaines d'options d'approvisionnement de divers fournisseurs avec des délais de livraison et des coûts de pièces variables. Le choix du circuit optimal est une tâche de calcul intimidante. BMW prévoit d'effectuer les premiers calculs sur l'ordinateur Honeywell H0, puis de passer au système H1 plus puissant. On suppose que l'avantage informatique par rapport aux systèmes informatiques classiques sera atteint dans un an et demi à deux ans.
En octobre 2020, un autre grand constructeur automobile, Toyota, a annoncé le lancement d’un projet similaire pour optimiser son réseau logistique.
Cryostat de dissolution
Pionnier des cryostats à dissolution,Oxford Instruments NanoScience a annoncé un partenariat avec Oxford Quantum Circuits, qui sera le premier au monde à accepter la livraison du système de refroidissement Proteox Cryofree® de nouvelle génération.
Des températures basses sont nécessaires pour détectereffets quantiques subtils cachés par le bruit des vibrations thermiques, mais un refroidissement efficace reste un problème sérieux dans de nombreuses implémentations de systèmes quantiques.
Nouveau cryostat à dissolution d'Oxford Instrumentsoffre une grande stabilité du contrôle de la température dans la gamme mK et prend en charge un grand nombre de connexions électriques, ce qui facilite l'intégration de processeurs quantiques.
Ordinateurs quantiques avec pièges à ions
La startup IonQ a annoncé une alliance de trois ans avecLe Centre de soutien à la recherche sur l'information quantique (Q Center) est une organisation indépendante créée à l'Université Sungkyunkwan en Corée du Sud pour former un écosystème national de recherche dans le domaine de la science de l'information quantique.
La collaboration créera quantiqueordinateurs équipés de pièges ioniques IonQ à la disposition des chercheurs et des étudiants en Corée du Sud. IonQ considère que le marché sud-coréen de haute technologie est important pour l'expansion de sa propre technologie.
Le programme quantique national de la Corée du Sud a débuté en 2019 et envisage la création d'un processeur quantique à cinq qubits d'ici cinq ans.
Programmes quantiques nationaux
1,8 milliard d'euros pour l'industrie quantique
La France a officiellement annoncé la décisioninvestir 1,8 milliard d’euros dans les technologies quantiques. Selon le plan présenté par le président français Emmanuel Macron, l'investissement est prévu sur cinq ans. Le gouvernement français va augmenter le financement de l'industrie quantique de 60 millions d'euros actuellement à 200 millions d'euros par an. 200 millions d'euros supplémentaires proviendront de l'Union européenne et 550 millions d'euros sont attendus du secteur privé.
Parmi ces fonds:
- environ 780 millions d'euros seront alloués à la création d'un ordinateur quantique;
- 250 millions d'euros pour les capteurs quantiques;
- 150 millions d'euros pour la cryptographie post-quantique;
- 320 millions d'euros pour les communications quantiques;
- 300 millions d'euros pour les technologies connexes telles que la cryogénie.
Avec ce volume d'investissement, la France deviendra l'un des premiers pays à investir dans les technologies quantiques, avec les États-Unis, la Chine, l'Inde et l'Allemagne.
Initiative bavaroise quantique
Munich Quantum sera créé en Allemagnevallée, pour l'exploitation de laquelle la Bavière consacrera un total de 300 millions d'euros. Dans la vallée quantique, il y aura un parc technologique avec des salles blanches bien équipées, des systèmes pour la production de matériaux nano et à couches minces, ainsi que des laboratoires de développement et d'essai.
Les principales tâches de la vallée seront de créerordinateurs quantiques, simulateurs quantiques pour trouver de nouveaux matériaux, recherche dans le domaine de la métrologie quantique pour des mesures très précises de champs électriques ou magnétiques et cryptographie quantique.
A noter que l'Allemagne possède déjà le plus grandL'UE dispose d'un programme national pour le développement des technologies quantiques. En juillet 2020, le gouvernement fédéral a annoncé sa prolongation pour les 10 prochaines années avec un budget de 2 milliards d'euros en plus du programme quantique général de l'UE.
Approche modulaire
Lors de la création d'ordinateurs quantiques, leur cléles composants sont généralement conçus et fabriqués par une seule entreprise, ce qui est assez coûteux et prend du temps. Pour accélérer le développement d'un ordinateur quantique national, plusieurs startups aux Pays-Bas ont accepté d'utiliser une approche modulaire: des entreprises indépendantes se concentreront sur le développement de certains éléments de l'ordinateur quantique afin de les intégrer dans un système unique à l'avenir.
Membres du nouveau consortium IMPAQT, crééPour cela, les startups sont devenues Orange QS - un fournisseur de systèmes quantiques intégrés, Qblox - un fournisseur d'une pile de contrôle quantique, Delft Circuits - un développeur d'équipements quantiques pour les entrées-sorties cryogéniques, et Qu&Co - un développeur de systèmes quantiques. algorithmes et logiciels.
2021 a commencé pour le quantum mondialles communautés sont aussi actives que possible: l'investissement public dans le développement a augmenté, le nombre de cas industriels et d'études internationales a augmenté. La version complète du résumé est disponible sur le site Web du Russian Quantum Center.
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