Industrie quantique
- Comment distribuer les vaccins COVID-19 à l'aide de la technologie quantique
Partenariat
Le résultat d'un travail commun a étéplateforme informatique basée sur Digital Annealer, un ordinateur quantique adiabatique Fujitsu. La plateforme a considérablement optimisé la distribution des équipements de protection individuelle disponibles tout en minimisant les kilomètres parcourus par les véhicules et les délais de livraison, et son utilisation a été approuvée par le ministère américain de la Défense. Il a également créé une « plateforme de distribution de vaccins », une solution rationalisée pour distribuer efficacement les vaccins contre la COVID-19 en réponse à l’évolution rapide de la demande. L’efficacité des deux algorithmes augmente de façon exponentielle avec l’ajout de diverses variables et de grands ensembles de données provenant de diverses sources.
La « plateforme de distribution de vaccins » devrait être mise à la disposition des autorités locales de tout le pays pour être utilisée et collecter de nouvelles données, ce qui devrait accélérer considérablement la vaccination des résidents américains.
- Pourquoi les générateurs de nombres aléatoires quantiques sont-ils si populaires dans le monde?
Selon l'entreprise, le marché mondial du quantiqueles générateurs de nombres aléatoires (QRNG) passeront à 7,2 milliards de dollars d'ici 2026. Les experts estiment que le marché sera confronté à de nombreuses fusions et acquisitions et sera finalement façonné par quelques grands leaders. Cela est dû à l'entrée relativement facile des entreprises technologiques sur ce marché, associée aux difficultés ultérieures de positionnement du produit et de génération de bénéfices durables pour les petits développeurs.
Rapport IQT
Selon les prévisions d'IQT, le plus gros consommateur de QRNG avecLe volume de marché de 3,1 milliards de dollars sera celui des centres de données. Une augmentation significative des ventes (jusqu'à 2,2 milliards de dollars d'ici 2026) est également attendue dans le secteur financier, notamment pour les problèmes de sécurité de l'information et de modélisation financière par la méthode de Monte Carlo.
- Comment fonctionne une plateforme quantique basée sur des puces photoniques ?
Startup canadienne Xanadu avec standard eta fabriqué une puce optique intégrée à base de nitrure de silicium dans une technologie facilement évolutive, qui met en œuvre l'état de lumière dit d'amas (intriqué), qui est nécessaire pour effectuer des calculs quantiques. Pour créer cet état, les microcavités optiques à l'intérieur de la puce convertissent la lumière laser ordinaire en un type de lumière quantique appelée lumière comprimée, qui est ensuite entrelacée à l'aide d'un réseau de miroirs, de séparateurs de faisceaux et de fibres optiques.
Grâce au nouvel appareil, les scientifiques ont pudémontrer non seulement l'échantillonnage bosonique gaussien, mais également la solution de deux problèmes qui ont une signification pratique directe : calculer les spectres vibrationnels des molécules et déterminer la similitude des graphiques mathématiques représentant différentes molécules.
- Pourquoi l'apprentissage automatique quantique est utilisé dans l'analyse des biomarqueurs du cancer
Crown Bioscience (une filiale de JSR LifeSciences, États-Unis) et Cambridge Quantum Computing (CQC, Royaume-Uni) ont annoncé le début d'un travail commun sur l'utilisation de l'informatique quantique dans la création de médicaments destinés au traitement des maladies oncologiques. Les sociétés prévoient de développer une stratégie d'application d'algorithmes d'apprentissage automatique quantique en bioinformatique en utilisant une base de données de recherche préclinique et translationnelle en oncologie accumulée sur 15 ans et les derniers développements du CQC dans le domaine des algorithmes quantiques.
À la première étape de la coopération, le quantumles algorithmes développés par CQC pour les appareils NISQ seront utilisés pour analyser la base de données génétique afin d'identifier de nouveaux biomarqueurs multigéniques du cancer.
- Comment la production pétrolière et les technologies quantiques sont «amicales»
ExxonMobil va conjointementDes algorithmes quantiques pour l'optimisation du système de transport maritime de conteneurs ont été développés. La logistique maritime représente environ 90% de tout le trafic commercial, et la création de chaînes d'approvisionnement optimales pour réduire le temps de trajet total et prendre en compte les priorités de transport est une tâche de calcul complexe. IBM a testé l'applicabilité des algorithmes d'optimisation à l'aide d'un émulateur quantique sur la plate-forme Qiskit et a détaillé divers cas d'utilisation pour l'optimisation quantique et les détails techniques de la création de solutions informatiques.
Les détails spécifiques de la coopération d'IBM avec bp n'ont pas encore étésont divulgués. On sait seulement que la tâche principale de leur interaction est d'augmenter l'efficacité du système énergétique pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et toxiques dans l'atmosphère. bp a également annoncé sa décision de rejoindre IBM QNetwork en tant que partenaire industriel.
- Pourquoi Microsoft se retire avec la preuve du fermion de Majorana
La détection des fermions de Majorana est importante pourdévelopper un qubit topologique est un objectif clé pour Microsoft. En théorie, ce type de qubit serait beaucoup plus résistant au bruit et aux distorsions environnementales et réduirait les exigences de correction d’erreurs d’un ordinateur quantique tolérant aux pannes.
Article fondateur de chercheurs dele laboratoire néerlandais de Microsoft et de l'Université de technologie de Delft contenait des données sur la première preuve expérimentale au monde de l'existence de quasi-particules Majorana. À la suite d'une discussion scientifique en avril 2019, Nature a ajouté une «expression éditoriale de préoccupation» à l'article, et en mai 2020, le comité d'intégrité de la recherche de l'Université de technologie de Delft a lancé une enquête qui n'est pas encore terminée. En février 2021, les auteurs ont publié une pré-impression d'un nouvel article sur arXiv, reconnaissant que les conclusions précédentes étaient prématurées et que l'analyse des données expérimentales non incluses dans l'article original contredit la conclusion sur la détection des quasiparticules de Majorana.
Recherche et développement
- Comment appliquer des algorithmes quantiques à la biologie computationnelle
Scientifiques du Russian Quantum Center et de Skoltechidentifié plusieurs domaines dans lesquels l'informatique quantique en biologie pourrait être utile dans un proche avenir. Parmi les tâches pratiquement importantes indiquées, par exemple, l'étude de la nitrogénase - une enzyme qui effectue le processus de fixation de l'azote atmosphérique. La nitrogénase joue un rôle important dans l'enrichissement du sol et des plans d'eau en azote lié et est également utilisée dans la production industrielle d'ammoniac. Aussi, il semble réaliste de résoudre le problème de la prédiction de la structure tridimensionnelle d'une protéine pour accélérer qualitativement la création de nouveaux médicaments, pour déterminer le facteur de transcription des protéines de liaison à l'ADN qui jouent un rôle clé dans la transcription génique, ainsi que l'émergence de solutions informatiques efficaces et économiques aux problèmes d'assemblage du génome.
Les premiers résultats significatifs de l'applicationdes algorithmes quantiques en bioinformatique sont attendus depuis 2-3 ans. L'étape suivante sera liée à la commercialisation des ordinateurs quantiques et à la mise à l'échelle de leurs applications.
- Ce que la supériorité quantique a prouvé dans la résolution d'un problème mathématique pratique
La suprématie quantique a déjà étédémontrée sur les problèmes de génération de chaînes aléatoires et d'échantillonnage de bosons. D'un point de vue appliqué, ces tâches ne représentent aucune valeur - elles montrent les capacités des ordinateurs quantiques et leur avenir dans son ensemble.
Une équipe internationale de physiciens dirigée parIordanis Kerenidis de l'Université de Paris a pu montrer expérimentalement qu'un ordinateur quantique est plus rapide qu'un ordinateur classique pour vérifier la solution du problème de satisfiabilité des formules booléennes et a pris en compte toutes les restrictions possibles du monde réel qui surviennent dans l'expérience.
Le contrôle a été effectué à l'aide d'unschéma optique en temps polynomial, par opposition au temps exponentiel, qui serait requis par une calculatrice classique. Le défi de la vérification de la solution fait un pas vers des applications du monde réel. Les physiciens proposent d'utiliser des ordinateurs quantiques puissants pour résoudre des problèmes et pour vérifier l'exactitude des solutions sur des machines moins puissantes.
- Comment utiliser la correction d'erreur quantique pour améliorer la précision des mesures
Les méthodes de correction d'erreurs existantes sontactifs, c'est-à-dire qu'ils nécessitent une vérification périodique du système pour les erreurs et leur correction immédiate. Cela nécessite des ressources matérielles suffisantes et empêche donc la mise à l'échelle des ordinateurs quantiques. Une équipe de l'Université du Massachusetts à Amherst, dirigée par Chen Wang, a mis en place un nouveau type de correction d'erreur quantique dans laquelle les erreurs sont corrigées spontanément.
Dans l'expérience réalisée pour desla correction d'erreurs utilise des processus de communication dissipatifs contrôlés avec l'environnement ou le réservoir. Les circuits de correction d'erreur dissipative fonctionnent en continu et ne nécessitent pas de mesures ou d'opérations de rétroaction. Le temps de cohérence accru qui en résulte se traduit par une précision de mesure quantique nettement améliorée. La nouvelle méthode est entièrement compatible avec les méthodes existantes de stabilisation de phase et de correction d'erreur.
- Quand l'internet quantique apparaîtra-t-il
Chercheurs au laboratoire Andrew Cleland(Andrew Cleland) L'Université de Chicago a pour la première fois réussi à enchevêtrer deux qubits séparés en les connectant avec un câble. Dans le cadre de l'expérience, les chercheurs ont créé deux nœuds quantiques, chacun contenant trois qubits supraconducteurs. En utilisant un câble supraconducteur d'un mètre de long pour connecter les nœuds, les scientifiques ont ensuite sélectionné un qubit à chaque nœud et les ont liés ensemble, envoyant des états quantiques à travers le câble. L'intrication a été étendue à d'autres qubits à chaque nœud. Ainsi, les scientifiques ont "intensifié" l'intrication des qubits jusqu'à ce que les six qubits dans deux nœuds soient connectés dans un état globalement intriqué.
Dans un autre travail de physique à DelftL'Université de technologie des Pays-Bas a mis en réseau trois dispositifs quantiques distants basés sur des qubits de diamant de telle sorte que deux dispositifs sur le réseau soient des qubits enchevêtrés mutuellement. Le réseau a fourni une communication en temps réel, distribué de véritables états d'intrication multipartites sur trois nœuds et échangé des enchevêtrements via un nœud intermédiaire.
Enfin, l'équipe de l'Université Purduemis en œuvre un commutateur optique programmable à spectre sélectif pour un réseau d'information quantique évolutif, capable de contrôler indépendamment différents canaux séparés par longueur d'onde sans perte de photons.
- Comment fonctionne un qubit de carbone et comment il se comporte à température ambiante
Société australienne Archer Materialsdéveloppe des puces quantiques conçues pour fonctionner à température ambiante et basées sur la technologie originale du qubit de carbone. Archer a réalisé avec succès une mesure directe de la résistance bipolaire du matériau qubit, qui est le composant principal de la puce 12CQ, à température ambiante. Les développeurs ont réussi à enregistrer de manière reproductible des courbes courant-tension dans diverses plages de tension à la fois sur des qubits isolés séparés et sur deux qubits et groupes de qubits. La plupart du temps, les qubits ont survécu aux mesures sans dommage ni changement dans la structure électronique.
Les données obtenues confirment la capacité des qubits de carbone à fonctionner dans les conditions utilisées dans les dispositifs semi-conducteurs fonctionnels à température ambiante.
- Qui a réussi à implémenter le plus grand traitement de langage naturel sur un ordinateur quantique
Cambridge Quantum Computing (CQC) dans de nouveaux travauxprésente les résultats des premières expériences de traitement du langage naturel sur un ordinateur quantique IBM pour des ensembles de données d'une centaine de phrases ou plus. Cette recherche représente à ce jour la plus grande mise en œuvre expérimentale de tâches de traitement du langage naturel sur un ordinateur quantique.
Dans l'expérience, les phrases ont été présentées commecircuits quantiques paramétrés, et la signification des mots en tant qu'états quantiques qui "s'entremêlent" conformément à la structure grammaticale de la phrase.
L'ouvrage contient également une description détaillée du processusle traitement quantique du langage naturel, qui, selon les développeurs, devrait permettre à la communauté NLP d'utiliser plus facilement le codage de traitement du langage quantique.
Programmes quantiques nationaux
- Quelles technologies seront adoptées au Canada?
Le document, présenté par le ministère de la Défense nationale et les Forces armées canadiennes, identifie les tâches prioritaires de recherche et développement dans l'intérêt du ministère militaire :
- Capteurs gravimétriques pour détecter les objets cachés derrière les murs.
- Capteurs électromagnétiques à large bande compacts pour remplacer les antennes traditionnelles.
- Radars furtifs.
- Télémètres ultra-précis capables de gérer les interférences et les trajectoires difficiles.
- Détecteurs chimiques ultrasensibles.
- Capteurs inertiels compacts pour remplacer le système de navigation GPS.
Le ministère envisage de stimuler le quantuml'innovation dans le pays, ainsi que d'investir dans les principaux développements scientifiques et technologiques quantiques au monde et de faciliter le transfert des technologies quantiques du laboratoire aux prototypes fonctionnels.
- Qui en Allemagne créera des processeurs quantiques
Ministère fédéral de l'éducation etrecherche allouera 14,5 millions d'euros pour le développement d'un prototype d'ordinateur quantique national sur une plate-forme supraconductrice, qui sera installé à l'Institut Walter Meissner de l'Académie bavaroise des sciences. Le projet, nommé GeQCoS (German Quantum Computer based on Superconducting Qubits), implique également l'Université technique de Munich, l'Institut de technologie de Karlsruhe, l'Université d'Erlangen-Nuremberg, le Centre de recherche Jülich, l'Institut Fraunhofer pour la physique appliquée du solide et le grand fabricant européen de semi-conducteurs Infineon Technologies.
Une autre subvention de 12,4 millions d'euros seraalloué au Quantum Project Consortium, qui travaille à la création de processeurs quantiques pour des applications spécifiques. Le consortium comprend les startups ParityQC et IQM, Infineon Technologies, le Centre de recherche de Jülich, l'Université libre de Berlin et le Leibniz Supercomputing Center. Le projet devrait durer quatre ans et comprend le développement d'un processeur quantique de 54 qubits.
- Qui a rejoint la Mid-Atlantic Quantum Alliance
Un consortium d'organisations scientifiques et industrielles a étéorganisé par l'Université du Maryland à l'origine en tant que communauté régionale qui comprend plusieurs grandes universités et entreprises, notamment le Laboratoire de recherche de l'armée du CCDC, Northrop Grumman, Lockheed Martin, IonQ, Booz Allen Hamilton et AWS. Il a ensuite été rebaptisé Mid-Atlantic Quantum Alliance pour refléter sa géographie accrue. Les nouveaux membres de l'Alliance sont IBM, National Institute of Standards and Technology (NIST), Protiviti, Quantopo, Quaxys, Bowie State University, Georgetown University, Pittsburgh Quantum Institute, University of Delaware et Virginia Tech. Il y a maintenant au total 24 partenaires universitaires, gouvernementaux et industriels majeurs parmi les participants.
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Les tâches de l'Alliance comprennent le développement conjoint de technologies innovantes, la stimulation de nouvelles découvertes en science quantique, ainsi que le soutien aux startups quantiques et la formation des employés.
- Pourquoi Israël alloue 60 millions de dollars pour créer un ordinateur quantique
Le ministère israélien de la Défense et le Bureau deinnovations ont annoncé un concours pour créer un ordinateur quantique de 30 à 40 qubits. La subvention d'un montant de 60 millions de dollars permettra de recevoir à la fois des entreprises et des universités israéliennes et des entreprises internationales. Le gagnant devra commencer à travailler avant la fin de l'année.
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Le nouveau projet fait partie du programme nationalLes initiatives israéliennes de technologie quantique avec un budget total de 380 millions de dollars. Actuellement, seules quelques startups en Israël, telles que Classiq Technologies et Quantum Machines, développent du matériel ou des logiciels pour les ordinateurs quantiques.
En résumé:l'influence des programmes nationaux s'est étendue, le montant des investissements a augmenté, les plus grands développeurs commerciaux de technologies quantiques ont uni leurs forces avec les entreprises de l'industrie. La version complète du résumé est disponible sur le site Web du Russian Quantum Center.
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