Istraživanje i razvoj
Australski istraživači razvijaju ultrabrzo okretanje rupa
Jedan od izazova u razvoju spin qubitovaje gubitak njihove koherentnosti s povećanjem brzine rada. Novo istraživanje australskih znanstvenika (FLEET, CQC2T) u suradnji s kolegama sa Sveučilišta Britanske Kolumbije (Kanada) ukazuje na to da se kompromis između brzine i koherencije može postići korištenjem rupa kao kubita, ponašajući se poput pozitivno nabijenih elektrona. Kubiti za rupe, za razliku od elektroničkih, mnogo su manje izloženi neželjenim fluktuirajućim električnim poljima koja postoje u bilo kojem materijalu. Štoviše, "zlatna sredina", u kojoj je kubit rupe najmanje osjetljiv na takvu buku, također je točka na kojoj se može najbrže raditi. Ovaj pristup otvara mogućnost potencijalnog skaliranja qubita na mini-kvantno računalo temeljeno na "nizu" bitova.
Znanstvenici iz Stuttgarta doveli su u pitanje postojanje kvantnih spin tekućina
Spin tekućina je vrlo rijetka magnetska energijastanje materije u kojem se, za razliku od većine materijala, centrifuge ne raspoređuju čak ni na ultra niskim temperaturama, već tvore kolektivno zapletena stanja. Iz tog se razloga spin tekućine smatraju perspektivnim medijem za stvaranje topološkog (bez pogrešaka) kvantnog računala.
Do sada je postojalo spin tekućinapotvrđena samo neizravnim mjerenjima i određenim teorijskim pretpostavkama. Znanstvenici sa Sveučilišta u Stuttgartu prvi su put koristili tehniku širokopojasne spin rezonantne spektroskopije za proučavanje procesa naručivanja u spinovoj tekućini i ustanovili da se pri padu temperature događa neočekivani proces stvaranja prostorno odvojenih spinskih parova, što vjerojatno opovrgava pogledi na temeljna svojstva ovog egzotičnog oblika materije.
Mačji kubiti učinili su kvantno računalo otpornijim na kvarove
Skupina znanstvenika s Amazona, predvođena Fernandom Brandãom, razvila je novi krug za kvantno računalo koje je otporno na pogreške.Koristili su takozvane mačje qubite ili qubite u superpoziciji koherentnih stanja s suprotnim fazama.Ideja je da jednom kada se takav qubit stabilizira, pogreške okretanja bitova postaju izuzetno rijetke, a pogreške preokreta faza postaju sve češće.A kako biste se zaštitili od pogrešaka u preokretu faze, možete koristiti aktivno ispravljanje pogrešaka.
Istraživači su izveli pune simulacijebuke, uključujući dubinsko proučavanje rijetkih procesa okretanja bitova. Korištenjem arhitekture predložene u radu i aktivnim ispravljanjem pogrešaka postiže se logična pogreška od 2,7 × 10-8 koristeći samo devet kubita podatkovnog koda - poboljšanje za više od pet redova veličine u odnosu na potpuno nezaštićene kubite.
Novi kod za ispravljanje pogrešaka omogućuje vam rad u okruženjima s visokim šumom
Među mnogim kodovima za ispravljanje pogrešaka postojetakozvani površinski kodovi. Za njihovo predstavljanje koristi se dvodimenzionalna rešetka na čijim se rubovima nalaze kubiti. Neki od njih sudjeluju u izračunima, a drugi dio pomaže u prepoznavanju i ispravljanju pogrešaka. Površinske kodove koristi, na primjer, Google u svojim supravodljivim uređajima.
Istraživači sa Sveučilišta u Sydneyu podVodstvo Benjamina Browna uspjelo je razviti kôd koji je bio dvostruko učinkovitiji od postojećeg. Autori su ga testirali na malim sustavima i pokazali da novi kôd zahtijeva manje dodatnih fizičkih kubita za ispravljanje pogrešaka te u nekim slučajevima premašuje teorijsku procjenu. Zbog svoje robusnosti na buku, novi kodovi obećavaju za primjenu u velikim sustavima, gdje će trebati znatno manje dodatnih kubita.
Nacionalni kvantni programi
Pokretanje domaćih platformi u oblaku za pristup kvantnim računalima
Ruski kvantni centar otvorio je pristup oblakuna emulator kvantnog računalstva SimCIM, koji koristi klasične algoritme koji simuliraju ponašanje kvantnih sustava. Platforma u oblaku bit će korisna za rješavanje problema diskretne optimizacije, kao i za analizu ekonomskog učinka uvođenja arhitektura kvantnog računalstva.
U budućnosti će platforma omogućiti pristupnajnovija kvantna računala nastala u sklopu provedbe Mape puta za kvantno računalstvo, kao i kvantna računala trećih međunarodnih tvrtki. Za udobnost tvrtki klijenata iz različitih industrija, kreiran je set gotovih aplikacija za financijsku optimizaciju, kvantnu kemiju, bioinformatiku, logistiku itd., kao i set alata za komparativnu analizu algoritama.
Fizička osnova za drugu platformu,razvijena u Centru za kvantne tehnologije Moskovskog državnog sveučilišta, postoje dva sustava: kvantni procesor zasnovan na neutralnim atomima u optičkim zamkama i linearno-optičko kvantno računalo. Trenutno su korisnicima na raspolaganju klasični simulatori kvantnih procesora, u bliskoj će budućnosti biti moguće dobiti pristup stvarnom optičkom čipu. Platforma vam omogućuje implementaciju i testiranje gotovo svih kvantnih i hibridnih kvantno-klasičnih algoritama.
Kanadski institut objavio je izvješće o nacionalnim kvantnim strategijama 46 zemalja
Izvješće na 57 stranica sadrži analizu postojećihu svijetu kvantnih inicijativa. Prema stupnju razvoja nacionalnih programa zemlje su podijeljene u četiri kategorije: 17 zemalja s koordiniranom kvantnom strategijom (uključujući Rusiju, SAD, Kinu, Njemačku, Francusku), tri zemlje s razvojnom kvantnom strategijom (Kanada), 12 zemalja bez formalno usvojene strategije, ali sa značajnim udjelom vladinih inicijativa u kvantnom području (Australija, Danska, Finska) i 14 zemalja koje sudjeluju u međunarodnim programima (baltičke zemlje, Turska, Poljska).
Među raznim državnim mjerama potpore:stvaranje istraživačkih centara i centara za istraživanje i razvoj, natječaji za državne potpore, izravna ulaganja u kvantne projekte i financiranje poduzetničkih ulaganja. Prema autorima izvješća, većina ovih mjera provedena je u Rusiji, s izuzetkom organizacije specijaliziranih natječaja za dodjelu bespovratnih sredstava u području kvantne znanosti i tehnologije.
Imenovana najbolja sveučilišta u kvantnom računarstvu
Stručnjaci portala The Quantum Daily imenovali su 12 najboljih svjetskih istraživačkih sveučilišta koja su postigla uspjeh u razvoju kvantnih računalnih sustava.
Među njima pet američkih sveučilišta iinstituti (Harvard, MIT, sveučilišta Maryland, Berkeley i Chicago) i po jedno sveučilište iz Kine (Sveučilište za znanost i tehnologiju), Kanade (Waterloo), Singapura (Nanyang Technological University), Australije (Sydney), Njemačke (Ludwig i Maximilian u Münchenu) i Austrije (Innsbruck).
Kanadska vlada u sedam godina investira 288 milijuna dolara u kvantna istraživanja
Kanada je jedan od svjetskih lidera upolje kvantnih istraživanja i razvoja, zauzimajući prvo mjesto među zemljama G7 po izdacima na ovom području po glavi stanovnika. Međutim, za razliku od drugih zemalja, Kanada nema formalno prihvaćeni kvantni program.
U sklopu mjera za obnavljanje gospodarstva nakonpandemije COVID-19, vlada je formulirala prijedlog proračuna za 2021. godinu pod nazivom Plan oporavka radnih mjesta, rasta i otpornosti. Konkretno, planira se izdvojiti 288 milijuna američkih dolara za razvoj i financiranje nacionalne kvantne strategije. Program uključuje koordinirani razvoj temeljnih i primijenjenih istraživanja i jačanje vodstva zemlje u ovom probojnom smjeru.
Američka vlada najavljuje nove programe financiranja kvantnih istraživanja
Ministarstvo energetike izdvaja 25 milijuna dolara za temeljne radove na razvoju kvantnog interneta, što uključuje stvaranje prve testne platforme na regionalnoj razini.
Također, dva nova programa podržavaju SADVojni istraživački ured: Prvi uključuje razvoj temeljno novih metoda dizajniranja, proizvodnje i kontrole qubitova kako bi se poboljšala njihova stabilnost u usporedbi sa suvremenim uređajima. Drugi je program usmjeren na ciljanu potporu nadarenim postdiplomskim studentima i istraživačima među američkim građanima u području kvantne obrade informacija i kvantnog osjetila.
Australsko Ministarstvo obrane odabire NEC i D-Wave za obrambene logističke izazove
Kao rezultat natjecanja, suradnjeAustralsko predstavništvo NEC Corporation - NEC Australia - i D-Wave Systems Inc. (Kanada) odabrana je za nositelja projekta korištenja hibridnog kvantnog računalstva u rješavanju problema “zadnje milje” u logistici. Razvijena tehnologija dizajnirana je za optimizaciju upotrebe autonomnih vozila za opskrbu raznih jedinica iz središnje opskrbne baze.
NEC i D-Wave sklopili su partnerstvo u studenom 2019. radi zajedničkog razvoja kvantnih aplikacija. Ovo je prva takva interakcija za tvrtke s kupcima izvan Japana.
U Finskoj je osnovan novi institut za koordinaciju rada na polju kvantnih tehnologija
Sveučilište Aalto, Sveučilište u Helsinkiju i CentarTehnička istraživanja Finska VTT potpisala je ugovor o suradnji na polju kvantne znanosti i tehnologije pod pokroviteljstvom osnovanog finskog Instituta Quantum InstituteQ. Udruživanjem snaga stranke nastoje držati Finsku na čelu sve konkurentnijeg globalnog tehnološkog polja.
Trenutno VTT zajedno s finskimstartup IQM radi na stvaranju prvog kvantnog računala u Finskoj. Ovaj projekt služit će kao početna platforma za daljnja istraživanja, inovacije i komercijalne aktivnosti u području kvantnih tehnologija.
Kvantna industrija
PsiQuantum i GlobalFoundries započinju masovnu proizvodnju komponenti fotoničkih procesora
Kalifornijski startup PsiQuantum jelider u privlačenju investicija među svim kvantnim tvrtkama (508,5 milijuna USD). Cilj mu je razviti prvi svjetski fotonski kvantni procesor Q1 s milijun kubita.
Zajedno s GlobalFoundries, koji se baviUgovorom o proizvodnji poluvodičkih proizvoda, PsiQuantum je pokazao sposobnost proizvodnje i integriranja, na standardnoj opremi, glavnih komponenti fotonskog procesora, uključujući optičke sklopove, pojedinačne fotonske izvore i detektore. Posebna oprema potrebna za masovnu proizvodnju fotonskih procesora već je instalirana u dvije tvornice GlobalFoundriesa u New Yorku (silicijska fotonika) i Dresdenu (elektroničke komponente), a uskoro će se masovno proizvoditi.
NTT i Tokyo Institute of Technology proučavaju primjenu strojeva u medicini
Koherentni Isingov stroj koristi kvantefekti u sustavu međusobnih okretaja, ali nije u potpunosti kvantno računalo. Njegova je glavna svrha rješavanje problema kombinatorne optimizacije. NTT Research i Tokyo Institute of Technology koriste Ising Machine za stvaranje novih lijekova. Računski zadatak je pronaći optimalno podudaranje između kolosalnog broja kombinacija molekula lijeka i ciljnih proteina.
Drugo područje primjene je takozvano komprimiranosondiranje - omogućit će vam velike brzine obrade velikog broja podataka, brzo odbacivanje fragmenata koji ne sadrže korisne informacije. Ovaj se pristup može koristiti za analizu magnetske rezonancije i slike računalne tomografije.
Quantum Brilliance i Quantum South će razviti rješenja za optimizaciju logistike
Australski startup Quantum Brilliancerazvija kvantnu platformu na temelju slobodnih mjesta dušika u dijamantu, sposobnih za rad na sobnim temperaturama. Suradnja s Quantum Southom (Urugvaj) započela je 2018. godine i u početku je bila usmjerena na razvoj logističkih rješenja pomoću softverskog emulatora procesora. Tvrtke su postale finalisti Airbus Quantum Computing Challengea.
Kompanije sada instaliraju dva qubitakvantno računalo u Pawsey supercomputing centru u Perthu, Australija, kako bi se integrirao s klasičnim superračunalom i riješio probleme logistike u hibridnom okruženju. Očekuje se da će s povećanjem veličine procesora i razvojem softvera računalni sustav znatno nadmašiti klasične uređaje računalne snage.
Q-CTRL istražuje optimizaciju prometa u Australiji
Australsko ministarstvo prometaNovi Južni Wales najavio je suradnju s tvrtkom Q-CTRL za korištenje kvantnog računala za upravljanje složenom transportnom mrežom. Q-CTRL će se također pozabaviti jednim od gorućih problema za najveći australski grad Sydney - ažuriranjem rasporeda javnog prijevoza tijekom masovnih javnih događanja. Mogućnost prilagodbe rasporeda u stvarnom vremenu može značajno poboljšati učinkovitost gradske prometne mreže i smanjiti probleme zagušenja.
Prvi IBM Q System One instaliran u Europi
IBM-ovo prvo kvantno računalo izvan SAD-ainstaliran je u sklopu zajedničkog projekta s Fraunhofer-Gesellschaftom. Stroj je instaliran u IBM-ovom pogonu u Eningenu, u blizini Stuttgarta, za ekskluzivnu upotrebu Društva Fraunhofer i njegovih partnera kao dio aktivnosti Centra za kompetenciju za kvantno računalstvo Baden-Württemberg.
IBM Q System One će se koristiti uu skladu s njemačkim zakonom, što je važna prednost za korisnike u pogledu zaštite podataka i sigurnosti intelektualnog vlasništva. Instalacija drugog IBM-ovog kvantnog računala izvan SAD-a planirana je za ovu godinu na Sveučilištu u Tokiju.
Stvoren je kvantni senzor sposoban nadzirati čitav opseg radio frekvencija
Kvantni senzori na osnovi Rydbergovih atomatek su se nedavno počeli koristiti kao detektori elektromagnetskog zračenja. Po prvi put ih je američka vojska počela razvijati s ciljem praćenja prostora frekvencija pomoću jednog širokopojasnog detektora za sve opsege radio valova.
U novom radu, vojni istraživači američke vojskeIstraživački laboratorij je pokazao visoku osjetljivost kompaktnog (1 cm) senzora u rasponu od 1 kHz do 1 THz, te ga također usporedio s alternativnim širokopojasnim prijamnicima temeljenim na elektrooptičkim kristalima i dipolnim antenama.
Kvantni lidar pomoći će u otkrivanju curenja metana tijekom proizvodnje nafte i prirodnog plina
Razvijena QLM tehnologija (UK).ultra-osjetljivi atmosferski lidar s kvantnim jednofotonskim detektorom koji može vizualizirati i kvantificirati istjecanje metana iz proizvodnje i korištenja nafte i prirodnog plina.
Projekt podržava BP, NationalGrid, AMETEK Land i vlada Velike Britanije i lidar bili su jedan od prvih komercijalnih proizvoda u okviru britanskog nacionalnog programa kvantne tehnologije. Prva verzija lidara dostupna je za komercijalna ispitivanja ove godine, a ispitivanja kamera instaliranih na bespilotne letjelice započet će 2022. godine.
Čitaj više:
Maglice, komete i zvjezdani rasadnici: prikazuju najbolju astrofotografiju godine
Podaci špijunskih satelita pomogli su otkriti uzrok topljenja ledenjaka u Aziji
Koronavirus u špilji: sve o kineskim rudarima koji su 2012. patili od čudne upale pluća