Recherche et développement
Des chercheurs australiens ont développé une rotation ultrarapide des trous
L'un des défis du développement des qubits de spinest la perte de leur cohérence avec une augmentation de la vitesse de travail. Une nouvelle étude menée par des scientifiques australiens (FLEET, CQC2T) et des collègues de l'Université de la Colombie-Britannique (Canada) indique qu'un compromis entre vitesse et cohérence peut être obtenu en utilisant des trous comme qubit, se comportant comme des électrons chargés positivement. Les qubits de trous, contrairement aux qubits électroniques, sont beaucoup moins exposés aux champs électriques fluctuants indésirables qui existent dans n'importe quel matériau. De plus, le « juste milieu », dans lequel le qubit du trou est le moins sensible à un tel bruit, est aussi le point où il peut être travaillé le plus rapidement. Cette approche ouvre la possibilité d'adapter potentiellement les qubits à un mini-ordinateur quantique basé sur un « tableau » de bits.
Des scientifiques de Stuttgart ont remis en question l'existence des fluides de spin quantiques
Le fluide de spin est un aimant très rareun état de la matière dans lequel, contrairement à la plupart des matériaux, les spins ne sont pas ordonnés même à des températures ultra basses, mais forment des états intriqués collectifs. Pour cette raison, les liquides de spin sont considérés comme un moyen prometteur pour créer un ordinateur quantique topologique (à l'épreuve des erreurs).
Jusqu'à présent, l'existence de fluides de spin a étéconfirmé seulement par des mesures indirectes et certaines hypothèses théoriques. Des scientifiques de l'Université de Stuttgart ont utilisé pour la première fois la technique de spectroscopie de résonance de spin à large bande pour étudier le processus d'ordonnancement dans un liquide de spin et ont découvert que lorsque la température diminue, un processus inattendu de formation de paires de spins spatialement séparés se produit, ce qui réfute probablement les points de vue sur les propriétés fondamentales de cette forme exotique de la matière.
Les qubits félins ont rendu l'ordinateur quantique plus tolérant aux pannes
Un groupe de scientifiques amazoniens dirigé par FernandoBrandao a développé une nouvelle conception d'ordinateur quantique tolérant aux erreurs. Ils ont utilisé ce qu’on appelle des qubits de chat, ou qubits dans une superposition d’états cohérents avec des phases opposées. L’idée est qu’une fois qu’un tel qubit est stabilisé, les erreurs d’inversion de bit deviennent extrêmement rares et les erreurs d’inversion de phase deviennent plus fréquentes. Et afin de vous protéger contre les erreurs d'inversion de phase, vous pouvez utiliser la correction d'erreur active.
Les chercheurs ont effectué des simulations complètesbruit, y compris une étude approfondie des rares processus de retournement de bits. L'utilisation de l'architecture proposée dans le document et de la correction d'erreur active permet d'obtenir une erreur logique de 2,7 × 10-8 en utilisant seulement neuf qubits du code de données - une amélioration de plus de cinq ordres de grandeur par rapport aux qubits complètement non protégés.
Le nouveau code de correction d'erreur vous permet de travailler dans des environnements très bruyants
Parmi les nombreux codes de correction d'erreur, il y acodes dits de surface. Pour les représenter, un réseau à deux dimensions est utilisé, sur les bords duquel se trouvent des qubits. Certains d'entre eux sont impliqués dans les calculs, et l'autre partie permet d'identifier et de corriger les erreurs. Les codes de surface sont utilisés, par exemple, par Google dans ses dispositifs supraconducteurs.
Des chercheurs de l'Université de Sydney sousLa direction de Benjamin Brown a réussi à développer un code deux fois plus efficace que ceux existants. Les auteurs l'ont testé sur de petits systèmes et ont montré que le nouveau code nécessite moins de qubits physiques supplémentaires pour corriger les erreurs et dépasse dans certains cas l'estimation théorique. En raison de leur robustesse au bruit, les nouveaux codes sont prometteurs pour les applications dans les grands systèmes, où ils nécessiteront beaucoup moins de qubits supplémentaires.
Programmes quantiques nationaux
Lancement de plateformes cloud domestiques pour l'accès aux ordinateurs quantiques
Le Centre quantique russe a ouvert l'accès au cloudà l'émulateur d'informatique quantique SimCIM, qui utilise des algorithmes classiques qui simulent le comportement des systèmes quantiques. La plate-forme cloud sera utile pour résoudre des problèmes d'optimisation discrets, ainsi que pour analyser l'effet économique de l'introduction d'architectures informatiques quantiques.
À l'avenir, la plateforme donnera accès àles derniers ordinateurs quantiques créés dans le cadre de la mise en œuvre de la Feuille de route pour l'informatique quantique, ainsi que les ordinateurs quantiques de sociétés internationales tierces. Pour la commodité des entreprises clientes de divers secteurs, un ensemble d'applications prêtes à l'emploi pour l'optimisation financière, la chimie quantique, la bioinformatique, la logistique, etc., ainsi qu'un ensemble d'outils d'analyse comparative des algorithmes, ont été créés.
La base physique de la deuxième plate-forme,développé au Centre des technologies quantiques de l'Université d'État de Moscou, il existe deux systèmes : un processeur quantique basé sur des atomes neutres dans des pièges optiques et un ordinateur quantique à optique linéaire. À l'heure actuelle, des simulateurs classiques de processeurs quantiques sont à la disposition des utilisateurs, dans un avenir proche, il sera possible d'accéder à une véritable puce optique. La plate-forme vous permet d'implémenter et de tester presque tous les algorithmes quantiques et hybrides quantiques-classiques.
L'Institut canadien a publié un rapport sur les stratégies quantiques nationales de 46 pays
Le rapport de 57 pages contient une analyse desdans le monde des initiatives quantiques. Selon le niveau de développement des programmes nationaux, les pays sont répartis en quatre catégories : 17 pays avec une stratégie quantique coordonnée (dont la Russie, les États-Unis, la Chine, l'Allemagne, la France), trois pays avec une stratégie quantique en développement (Canada), 12 pays sans stratégie formellement adoptée, mais avec une part importante d'initiatives gouvernementales dans le domaine quantique (Australie, Danemark, Finlande) et 14 pays participant à des programmes internationaux (pays baltes, Turquie, Pologne).
Parmi les différentes mesures de soutien gouvernementales :création de centres de recherche et de pôles de R&D, concours pour les subventions gouvernementales, investissements directs dans des projets quantiques et financement à risque. Selon les auteurs du rapport, la plupart de ces mesures ont été mises en œuvre en Russie, à l'exception de l'organisation de concours de subventions spécialisés dans le domaine de la science et de la technologie quantiques.
Meilleures universités en informatique quantique nommées
Les experts du portail The Quantum Daily ont nommé les 12 meilleures universités de recherche au monde qui ont réussi dans le développement de systèmes informatiques quantiques.
Parmi elles, cinq universités américaines etinstituts (Harvard, MIT, universités du Maryland, Berkeley et Chicago) et une université de Chine (University of Science and Technology), du Canada (Waterloo), de Singapour (Nanyang Technological University), d'Australie (Sydney), d'Allemagne (Ludwig et Maximilian à Munich) ) et en Autriche (Innsbruck).
Le gouvernement canadien investit 288 millions de dollars dans la recherche quantique en sept ans
Le Canada est l'un des chefs de file mondiaux enle domaine de la recherche et du développement quantiques, se classant au premier rang des pays du G7 en termes de dépenses dans ce domaine par habitant. Cependant, contrairement à d'autres pays, le Canada n'a pas de programme quantique officiellement accepté.
Dans le cadre des mesures de redressement de l'économie aprèsde la pandémie de COVID-19, le gouvernement a formulé une proposition de budget pour 2021 appelée Plan de relance, de croissance et de résilience pour l'emploi. Il est notamment prévu d'allouer 288 millions de dollars pour l'élaboration et le financement de la stratégie quantique nationale. Le programme implique le développement coordonné de la recherche fondamentale et appliquée et le renforcement du leadership du pays dans cette direction de rupture.
Le gouvernement américain annonce de nouveaux programmes de financement pour la recherche quantique
Le ministère de l'Énergie alloue 25 millions de dollars pour des travaux fondamentaux de développement de l'Internet quantique, qui impliquent la création du premier banc d'essai à l'échelle régionale.
De plus, deux nouveaux programmes sont soutenus par les États-Unis.Bureau de recherche de l'armée : le premier implique le développement de méthodes fondamentalement nouvelles pour la conception, la fabrication et le contrôle des qubits afin d'améliorer leur stabilité par rapport aux appareils modernes. Le deuxième programme vise à soutenir de manière ciblée des étudiants diplômés et des chercheurs talentueux parmi les citoyens américains dans le domaine du traitement de l'information quantique et de la détection quantique.
Le ministère australien de la Défense choisit NEC et D-Wave pour relever les défis de la logistique de la défense
À la suite du concours, la collaborationBureau de représentation australien de NEC Corporation - NEC Australia - et D-Wave Systems Inc. (Canada) a été choisi comme exécuteur du projet sur l'utilisation de l'informatique quantique hybride pour résoudre le problème du « dernier kilomètre » en logistique. La technologie développée vise à optimiser l’utilisation de véhicules autonomes pour réapprovisionner diverses unités à partir d’une base d’approvisionnement centrale.
NEC et D-Wave ont conclu un accord de partenariat en novembre 2019 pour développer conjointement des applications quantiques. Il s'agit de la première interaction de ce type pour les entreprises avec des clients en dehors du Japon.
Un nouvel institut a été créé en Finlande pour coordonner les travaux dans le domaine des technologies quantiques
Université Aalto, Université d'Helsinki et CentreTechnical Research Finland VTT a signé un accord de coopération dans le domaine de la science et de la technologie quantiques sous les auspices de l'Institut quantique finlandais créé InstituteQ. En unissant leurs forces, les parties s'efforcent de maintenir la Finlande à l'avant-garde d'un domaine technologique mondial de plus en plus compétitif.
Actuellement VTT avec le FinlandaisLa startup IQM travaille à la création du premier ordinateur quantique en Finlande. Ce projet servira de plate-forme initiale pour d'autres activités de recherche, d'innovation et commerciales dans le domaine des technologies quantiques.
Industrie quantique
PsiQuantum et GlobalFoundries démarrent la production en série de composants de processeurs photoniques
La startup californienne PsiQuantum estle leader des investissements attirés parmi toutes les entreprises quantiques (508,5 millions de dollars). Son objectif est de développer le premier processeur quantique photonique Q1 d'un million de qubits au monde.
En collaboration avec GlobalFoundries, qui s'occupe deEn fabriquant sous contrat des produits semi-conducteurs, PsiQuantum a démontré sa capacité à fabriquer et à intégrer, sur un équipement standard, les principaux composants d'un processeur photonique, notamment un circuit optique, des sources de photons uniques et des détecteurs. L'équipement spécial requis pour la production en série de processeurs photoniques a déjà été installé dans deux usines de GlobalFoundries à New York (photonique sur silicium) et à Dresde (composants électroniques) et sera bientôt produit en série.
NTT et l'Institut de technologie de Tokyo étudient les applications des machines Ising en médecine
La machine d'Ising cohérente utilise le quantumeffets dans un système de spins en interaction, mais n'est pas entièrement un ordinateur quantique. Son objectif principal est de résoudre des problèmes d'optimisation combinatoire. NTT Research et le Tokyo Institute of Technology utilisent la machine d'Ising pour créer de nouveaux médicaments. La tâche informatique consiste à trouver la correspondance optimale entre un nombre colossal de combinaisons de molécules médicamenteuses et de protéines cibles.
Le deuxième domaine d'application est le soi-disant compressésondage - vous permettra de traiter d'énormes ensembles de données à grande vitesse, en éliminant rapidement les fragments qui ne contiennent pas d'informations utiles. Cette approche peut être utilisée pour analyser des images d'imagerie par résonance magnétique et de tomodensitométrie.
Quantum Brilliance et Quantum South développeront des solutions pour optimiser la logistique
La startup australienne Quantum Brilliancedéveloppe une plateforme quantique basée sur les lacunes d'azote dans le diamant, capable de fonctionner à température ambiante. La coopération avec Quantum South (Uruguay) a débuté en 2018 et visait initialement à développer des solutions logistiques utilisant un émulateur logiciel du processeur. Les entreprises sont devenues finalistes de l'Airbus Quantum Computing Challenge.
Les entreprises installent désormais deux qubitsordinateur quantique au centre de supercalcul Pawsey à Perth, en Australie, pour s'intégrer à un supercalculateur classique et résoudre des problèmes logistiques dans un environnement hybride. On s'attend à ce qu'à mesure que la taille du processeur augmente et que les logiciels se développent, le système informatique surpassera considérablement les appareils classiques en termes de puissance de calcul.
Q-CTRL explore l'optimisation du trafic en Australie
Ministère australien des transportsLa Nouvelle-Galles du Sud a annoncé une collaboration avec Q-CTRL pour utiliser un ordinateur quantique pour gérer un réseau de transport complexe. Q-CTRL s'attaquera également à l'un des problèmes urgents de la plus grande ville australienne, Sydney : la mise à jour des horaires des transports publics lors d'événements publics de masse. La possibilité d'ajuster les horaires en temps réel peut améliorer considérablement l'efficacité du réseau de transport d'une ville et réduire les problèmes de congestion.
Premier IBM Q System One installé en Europe
Le premier ordinateur quantique d'IBM en dehors des États-Unisa été installé dans le cadre d'un projet commun avec la Fraunhofer-Gesellschaft. La machine est installée sur le site IBM d'Ehningen, près de Stuttgart, pour l'usage exclusif de la société Fraunhofer et de ses partenaires dans le cadre des activités du centre de compétence du Bade-Wurtemberg pour l'informatique quantique.
IBM Q System One sera utilisé dansconformément à la loi allemande, ce qui est un avantage important pour les utilisateurs en termes de protection des données et de sécurité de la propriété intellectuelle. L'installation du deuxième ordinateur quantique IBM en dehors des États-Unis est prévue pour cette année à l'Université de Tokyo.
Un capteur quantique capable de surveiller toute la gamme de fréquences radio a été créé
Capteurs quantiques à base d'atomes de Rydbergce n'est que récemment qu'ils ont commencé à être utilisés comme détecteurs de rayonnement électromagnétique. Pour la première fois, ils ont commencé à être développés par l'armée américaine dans le but de surveiller l'espace des fréquences radio à l'aide d'un seul détecteur à large bande pour toutes les bandes d'ondes radio.
Dans un nouvel ouvrage, des chercheurs militaires de l'armée américaineLe laboratoire de recherche a démontré la haute sensibilité du capteur compact (1 cm) dans la plage de 1 kHz à 1 THz et l'a également comparé à des récepteurs large bande alternatifs basés sur des cristaux électro-optiques et des antennes dipolaires.
Le lidar quantique aidera à détecter les fuites de méthane lors de la production de pétrole et de gaz naturel
Technologie QLM (Royaume-Uni) développéeun lidar atmosphérique ultra-sensible doté d'un détecteur quantique à photon unique capable de visualiser et de quantifier les fuites de méthane provenant de la production et de l'utilisation du pétrole et du gaz naturel.
Le projet est soutenu par BP, NationalGrid, AMETEK Land et le gouvernement britannique, et lidar ont été l'un des premiers produits commerciaux dans le cadre du programme national de technologie quantique du Royaume-Uni. La première version du lidar est disponible pour des tests commerciaux cette année, et les tests de caméras installées sur des véhicules aériens sans pilote débuteront en 2022.
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