Unatoč pandemiji, razvoj na području kvantnog računalstva nije stao: svjetski IT divovi
Istraživanje i razvoj
Najbrži generator slučajnih brojeva
Slučajni brojevi su ključnikriptografija i numeričko modeliranje. Tim znanstvenika iz Ruskog kvantnog centra, zajedno s kolegama sa Sveučilišta Oxford, Goldsmiths Collegea i Slobodnog sveučilišta u Berlinu, najavljuje razvoj ultra brzog optičkog uređaja sposobnog generirati zajamčenu slučajnu sekvencu pri brzini od 8,05 GB po drugo, što ga čini najbržim generatorom slučajnih brojeva do danas. Prethodno stvoreni prototipovi takvih uređaja imali su brzinu za nekoliko redova manju.
Razvijena tehnologija može činiti osnovuproizvodnja komercijalnih uređaja široke primjene. Tako je Samsung nedavno predstavio mobitel s kvantnim generatorom slučajnih brojeva, što ukazuje na potražnju ove tehnologije na masovnom tržištu.
Kvantna mreža na bazi drona
Zapleteni fotoni prethodno su uspješno preneseni uudaljenost je više od tisuću kilometara između satelitske i zemaljske postaje, ali sada je tim znanstvenika sa Sveučilišta Nanjing pokazao da se sigurna komunikacija može uspostaviti pomoću prilično jeftine opreme.
U ovom je pokusu kvantna mreža bilaimplementirano uz pomoć dva bespilotna letelica koja lete u zraku na udaljenosti od 400 metara jedna od druge i 200 metara od svojih zemaljskih prijemnih postaja. Ukupno, uzimajući u obzir visinu letova bespilotnih letjelica, kvantni komunikacijski kanal kroz zrak imao je ukupnu duljinu od oko kilometar. Kopnene stanice za prijem fotona bile su naoružane teleskopima s otvorom blende 26 mm i prijemnicima s jednim fotonom.
Takvo će rješenje omogućiti brzo bilo gdjeimplementirati sigurne operativne komunikacijske kanale. U budućnosti tim planira povećati veličinu mreže pomoću više bespilotnih letjelica koje mogu prenositi šifrirane poruke ili podatke na kvantno računalo na velike udaljenosti.
Kvantna teleportacija
Istraživački tim koji se sastoji odpredstavnici američkih i kanadskih sveučilišta i tvrtki pod vodstvom Panayotisa Spenzourisa (Fermi National Accelerator Laboratory) pokazali su stabilan prijenos kvantnog stanja kubita na udaljenost od 44 kilometra.
Kvantna teleportacija mnogima je neophodnakvantne informacijske aplikacije, uključujući tzv. kvantni internet. Fermilabov eksperiment koristio je konvencionalne jednofotonske senzore i telekomunikacijske mreže od optičkih vlakana.
Točnost prijenosa kvantnog stanja upokus je bio 90%, što se smatra iznimno visokom vrijednošću. U budućim pokusima znanstvenici će postaviti novi rekord u udaljenosti teleportacije i broju spojenih kubita nadogradnjom sustava, koji je planiran za drugo tromjesečje 2021. godine. U budućnosti će to pomoći u izvođenju distribuiranog kvantnog računanja poput klasterskog, ali bez uskih grla u obliku ograničenja propusnosti mreže.
Operacija rešetki
Postojeće metode ispravljanja kvantnih pogrešaka komplicirane su činjenicom da njihova implementacija zahtijeva stotine ili čak tisuće fizičkih kubita međusobno povezanih.
Tim Sveučilišta u Innsbrucku pod vodstvomProfesor Rainer Blatt prvi je izvijestio o stvaranju dva pojedinačna logička kubita, zaštićena od gubitka kvantnih informacija, postizanje njihovog spajanja i prijenos logičkih informacija između njih. To je postignuto u kvantnom procesoru temeljenom na ionskim zamkama, koji se sastoji od samo deset fizičkih kubita, i korištenjem takozvane operacije rešetke. Ova tehnika omogućuje kombiniranje ili razdvajanje logičkih kubita izvođenjem specifičnih logičkih operacija na dijelu osnovnih fizičkih kubita.
Korištena metoda zahtijeva znatno manjeviše operacija za stvaranje spajanja qubita od tradicionalnih pristupa, a demonstriranje takvih operacija - temeljnih gradivnih elemenata za kvantno računanje - važan je korak prema praktičnoj implementaciji kvantnog računanja otpornog na greške.
Kvantna industrija
Molekularne usporedbe
Farmaceutska industrija iznimno je zainteresirana za pojavu novih tehnologija za stvaranje lijekova, uključujući korištenje kvantno -molekularnog modeliranja i probira.
Njemački farmaceutski div BoehringerIngelheim, poznat po razvoju računalno potpomognutog dizajna lijekova i silico modeliranja, udružio je snage s Googleom u području kvantnog računalstva.
I švicarska farmaceutska tvrtka Rochezapočinje suradnju s britanskim Cambridge Quantum Computingom u kojem će se kvantne računalne metode koristiti za pronalaženje novih metoda liječenja bolesti.
Ranije je objavljeno da je Amerikanacbiotehnološka tvrtka Biogen partner je sa startup -om 1Qbit na pilot projektu čiji je cilj ubrzati otkrivanje lijekova korištenjem kvantnih računala za molekularne usporedbe. Kvantnim pregledom velikog broja molekula planira pronaći nove učinkovite lijekove za neurodegenerativne bolesti poput multiple skleroze, Alzheimerove i Parkinsonove bolesti.
Višefazni tokovi
Aker BP (velika neovisna tvrtka za istraživanje i proizvodnju nafte u Europi - Hi-Tech) i CQC stvorili su algoritam kvantnog strojnog učenja za klasifikaciju višefaznih tokova.
Višefazna strujanja u cjevovodnom transportuzahtijevaju prilično pažljivo praćenje, praćenje, analizu i upravljanje. Algoritam omogućuje polinomijalnu analizu protoka vremena i implementiran je na IBM kvantnom procesoru.
Klasifikator testiran na Aker podacimaBP zahtijeva samo nekoliko kubita da bi odgovarao performansama klasičnog stroja za vektore podrške (SVM) s nelinearnim jezgrama. Ovo je jedna od najranijih primjena rješenja kvantnog strojnog učenja iz NISQ-ove ere u energetskom sektoru.
Dijelovi za BMW
Njemački proizvođač automobila započeo je eksperiment za optimizaciju sustava nabave i opskrbe proizvodnih komponenti pomoću kvantnog računala.
Obično unutar proizvodnog ciklusaproizvođači automobila razmatraju stotine opcija isporuke od različitih dobavljača s različitim rokovima isporuke i troškovima dijelova. Izbor optimalne sheme je najteži računski problem. BMW planira izvesti prve izračune na Honeywell H0 računalu, a potom prijeći na snažniji H1 sustav. Pretpostavlja se da će računska prednost u odnosu na klasične računalne sustave biti postignuta za godinu i pol do dvije godine.
U listopadu 2020. još jedan veliki proizvođač automobila, Toyota, najavio je pokretanje sličnog projekta za optimizaciju svoje logističke mreže.
Kriostat za otapanje
Pionir u razvoju kriostata za otapanje,Oxford Instruments NanoScience najavio je partnerstvo s Oxford Quantum Circuits kako bi bio prvi u svijetu koji će preuzeti sljedeću generaciju sustava hlađenja Proteox Cryofree®.
Za otkrivanje su potrebne niske temperaturesuptilni kvantni efekti skriveni bukom toplinskih vibracija, ali učinkovito hlađenje ostaje ozbiljan problem u mnogim implementacijama kvantnih sustava.
Novi kriostat otapanja tvrtke Oxford Instrumentsosigurava visoku stabilnost kontrole temperature u mK području i podržava veliki broj električnih priključaka, što olakšava integraciju kvantnih procesora.
Kvantna računala s ionskim zamkama
Startup IonQ najavio je trogodišnji savez sCentar za podršku kvantnom informacijskom istraživanju (Q Center) neovisna je organizacija osnovana na Sveučilištu Sungkyunkwan u Južnoj Koreji kako bi formirala nacionalni istraživački ekosustav u području kvantne informacijske znanosti.
U okviru suradnje, kvanračunala s IonQ ionskim zamkama dostupnim istraživačima i studentima u Južnoj Koreji. IonQ smatra da je tržište visoke tehnologije u Južnoj Koreji važno za širenje vlastitih tehnologija.
Nacionalni kvantni program Južne Koreje započeo je 2019. i uključuje stvaranje kvantnog procesora od pet kubita u roku od pet godina.
Nacionalni kvantni programi
1,8 milijardi eura za kvantnu industriju
Francuska je službeno objavila odlukuuložiti 1,8 milijardi eura u kvantne tehnologije. Prema planu koji je predstavio francuski predsjednik Emmanuel Macron, ulaganje je predviđeno za pet godina. Francuska vlada će povećati sredstva za kvantnu industriju sa sadašnjih 60 milijuna eura na 200 milijuna eura godišnje. Dodatnih 200 milijuna eura doći će iz Europske unije, a 550 milijuna eura očekuje se iz privatnog sektora.
Od ovih sredstava:
- za izradu kvantnog računala bit će izdvojeno oko 780 milijuna eura;
- 250 milijuna eura dodijeljeno za kvantne senzore;
- 150 milijuna eura za postkvantnu kriptografiju;
- 320 milijuna eura za kvantnu komunikaciju;
- 300 milijuna eura za povezane tehnologije kao što je kriogenika.
S ovim iznosom ulaganja Francuska će biti među zemljama koje najviše ulažu u kvantnu tehnologiju, zajedno sa SAD-om, Kinom, Indijom i Njemačkom.
Bavarska kvantna inicijativa
Munich Quantum bit će stvoren u Njemačkojdoline, za čije će funkcioniranje Bavarska izdvojiti ukupno 300 milijuna eura. U kvantnoj dolini nalazit će se tehnološki park s dobro opremljenim čistim sobama, sustavima za proizvodnju nano- i tankoslojnih materijala te razvojnim i ispitnim laboratorijima.
Glavni ciljevi doline bit će stvaranjekvantna računala, kvantni simulatori za traženje novih materijala, istraživanja u području kvantne mjeriteljstva za vrlo precizna mjerenja električnih ili magnetskih polja te kvantna kriptografija.
Imajte na umu da Njemačka već ima najvećuEU ima nacionalni program za razvoj kvantnih tehnologija. U srpnju 2020. savezna vlada najavila je njegovo produljenje za sljedećih 10 godina s proračunom od 2 milijarde eura uz opći kvantni program EU-a.
Modularni pristup
Prilikom stvaranja kvantnih računala, njihov ključkomponente obično dizajnira i proizvodi jedna tvrtka, što je skupo i dugotrajno. Kako bi se ubrzao razvoj nacionalnog kvantnog računala, nekoliko start-upova u Nizozemskoj pristalo je koristiti modularni pristup: neovisne tvrtke će se usredotočiti na razvoj određenih elemenata kvantnog računala kako bi ih u budućnosti integrirali u jedinstveni sustav .
Članovi novog konzorcija IMPAQT, stvoreniU tu svrhu startupi su postali Orange QS - dobavljač integriranih kvantnih sustava, Qblox - dobavljač kvantnog kontrolnog skupa, Delft Circuits - razvijač kvantne opreme za kriogeni input-output te Qu&Co - razvijač kvantnih algoritmi i softver.
2021. je počela za svjetski kvantzajednice su što aktivnije: državna ulaganja u razvoj su se povećala, povećao se broj industrijskih slučajeva i međunarodnih studija. Puna verzija sažetka može se pronaći na web stranici Ruskog kvantnog centra.
Pogledajte i:
Fizičari su stvorili analog crne rupe i potvrdili Hawkingovu teoriju. Kamo vodi?
Pobačaj i znanost: što će se dogoditi s djecom koja će roditi
Za letove do Marsa gradi se nuklearni raketni motor. Kako je opasno?