Kutatás és fejlesztés
Австралийские исследователи разработали сверхбыстрые дырочные спиновые
A spin qubitek fejlesztésének egyik kihívásaa koherencia elvesztése a munka sebességének növekedésével. Az ausztrál tudósok (FLEET, CQC2T) és a British Columbia Egyetem (Kanada) munkatársaival közösen végzett új tanulmány azt jelzi, hogy a sebesség és a koherencia közötti kompromisszum elérhető a lyukak kvittként történő felhasználásával, pozitív viselkedésű elektronként viselkedve. A lyukbbitek, az elektronikusaktól eltérően, sokkal kevésbé vannak kitéve nem kívánt, ingadozó elektromos mezőknek, amelyek bármilyen anyagban léteznek. Sőt, az „arany középút”, amelyben a lyukkbit a legkevésbé érzékeny az ilyen zajokra, egyben az a pont, ahol a leggyorsabban lehet vele dolgozni. Ez a megközelítés megnyitja annak lehetőségét, hogy a qubiteket egy mini-kvantum számítógépre méretezhesse a bitek "tömbje" alapján.
A stuttgarti tudósok megkérdőjelezték a kvantum spin folyadékok létezését
A centrifugálás nagyon ritka mágnesesegy olyan anyagállapot, amelyben a legtöbb anyaggal ellentétben a centrifugák még ultralow hőmérsékleten sem rendezettek, hanem kollektív kusza állapotokat alkotnak. Ezért a centrifugálási folyadékokat ígéretes közegnek tekintik egy topológiai (hibamentes) kvantumszámítógép létrehozásában.
Eddig a spin folyadékok léteztekcsak közvetett mérések és bizonyos elméleti feltételezések igazolják. A Stuttgarti Egyetem tudósai először alkalmazták a szélessávú spin-rezonancia-spektroszkópia technikáját a centrifugálási folyadékban való rendelési folyamat tanulmányozására, és megállapították, hogy amikor a hőmérséklet csökken, a térben elkülönülő spin-párok kialakulásának váratlan folyamata következik be, ami valószínűleg cáfolja az anyag ezen egzotikus formájának alapvető tulajdonságaira vonatkozó nézetek.
Feline qubitek tették a kvantum számítógépet hibatűrőbbé
Amazon tudósok csoportja Fernando vezetésévelA Brandao egy új, hibatűrő kvantumszámítógép kialakítást fejlesztett ki. Használtak úgynevezett macska qubiteket, vagy qubiteket egymással ellentétes fázisú koherens állapotok szuperpozíciójában. Az ötlet az, hogy amint egy ilyen qubit stabilizálódik, a bit-flip hibák rendkívül ritkák, és a fázisváltási hibák gyakoribbá válnak. A fázisfordítási hibák elleni védelem érdekében aktív hibajavítást használhat.
A kutatók teljes szimulációkat hajtottak végrezaj, beleértve a ritka bit-flip folyamatok mélyreható tanulmányozását. A munkában javasolt architektúra és az aktív hibajavítás lehetővé teszi a 2,7 × 10-8 logikai hiba elérését az adatkód mindössze kilenc quitjának felhasználásával - több mint öt nagyságrendű javulás a teljesen védtelen qubitekhez képest.
Az új hibajavító kód lehetővé teszi, hogy magas zajszintű környezetben dolgozzon
A sok hibajavító kód között vannakúgynevezett felszíni kódok. Ezek ábrázolásához kétdimenziós rácsot használnak, amelynek szélén a qubitek találhatók. Néhányan részt vesznek a számításokban, a másik rész pedig segít a hibák azonosításában és kijavításában. Felszíni kódokat használ például a Google szupravezető eszközeiben.
A Sydney-i Egyetem kutatóiBenjamin Brown vezetésének sikerült kétszer hatékonyabb kódot kifejlesztenie, mint a meglévők. A szerzők kis rendszereken tesztelték, és kimutatták, hogy az új kód kevesebb további fizikai kvitet igényel a hibák kijavításához, és egyes esetekben meghaladja az elméleti becslést. Az új kódok robusztus zajszintjük miatt ígéretesek a nagy rendszerek alkalmazásaihoz, ahol lényegesen kevesebb további kvitre lesz szükségük.
Nemzeti kvantumprogramok
Hazai felhőalapú platformok bevezetése a kvantum számítógépek eléréséhez
Российский квантовый центр открыл облачный доступ к эмулятору квантовых вычислений SimCIM, использующему классические алгоритмы, которые моделируют поведение квантовых систем. Облачная платформа будет полезна для решения задач дискретной оптимизации, а также для анализа экономического эффекта от внедрения квантовых вычислительных архитектур.
В перспективе платформа обеспечит доступ к новейшим квантовым компьютерам, создаваемым в рамках реализации Дорожной карты по квантовым вычислениям, а также к квантовым вычислителям сторонних международных компаний. Для удобства компаний-клиентов из различных индустрий сформирован комплекс готовых приложений для финансовой оптимизации, квантовой химии, биоинформатики, логистики и пр., а также набор инструментов для сравнительного анализа алгоритмов.
A második platform fizikai alapja,a Moszkvai Állami Egyetem Kvantumtechnológiai Központjában kifejlesztve két rendszer létezik: az optikai csapdákban lévő semleges atomokon alapuló kvantumprocesszor és egy lineáris-optikai kvantumszámítógép. Jelenleg a kvantumprocesszorok klasszikus szimulátorai állnak a felhasználók rendelkezésére, a közeljövőben lehetőség nyílik valódi optikai chiphez való hozzáférésre. A platform lehetővé teszi szinte minden kvantum és hibrid kvantum-klasszikus algoritmus megvalósítását és tesztelését.
Канадский институт выпустил отчет о национальных квантовых стратегиях 46 стран
57-страничный отчет содержит анализ существующих в мире квантовых инициатив. По уровню развития национальных программ страны разделены на четыре категории: 17 стран со скоординированной квантовой стратегией (в том числе Россия, США, Китай, Германия, Франция), три страны с развивающейся квантовой стратегией (Канада), 12 стран без формально принятой стратегии, но с существенной долей правительственных инициатив в квантовой области (Австралия, Дания, Финляндия) и 14 стран, принимающих участие в международных программах (страны Прибалтики, Турция, Польша).
Среди различных мер государственной поддержки: создание исследовательских центров и R&D-хабов, конкурсы на получение правительственных грантов, прямые инвестиции в квантовые проекты и венчурное финансирование. По мнению авторов отчета, в России реализовано большинство подобных мер, за исключением организации специализированных грантовых конкурсов в области квантовой науки и технологий.
A Quantum Computing legjobb egyetemei elnevezve
Эксперты портала The Quantum Daily назвали 12 лучших исследовательских университетов мира, добившихся успехов в разработке квантовых вычислительных систем.
Közülük öt amerikai egyetem ésintézetek (Harvard, MIT, Maryland, Berkeley és Chicago egyetemek) és egy-egy egyetem Kínából (Természettudományi és Műszaki Egyetem), Kanadából (Waterloo), Szingapúrból (Nanyang Technológiai Egyetem), Ausztráliából (Sydney), Németországból (Ludwig és Maximilian) Münchenben) és Ausztriában (Innsbruck).
A kanadai kormány hét év alatt 288 millió dollárt fektet be kvantumkutatásba
Kanada a világ egyik vezető országaa kvantumkutatás és -fejlesztés területén, az első helyet foglalva el a G7-országok között a terület egy főre eső kiadásai tekintetében. Más országokkal ellentétben azonban Kanadában nincs hivatalosan elfogadott kvantumprogram.
Után a gazdaság helyreállítását célzó intézkedések részekénta COVID-19 járvány következtében a kormány költségvetési javaslatot fogalmazott meg 2021-re "A munkahelyek helyreállításának, növekedésének és rugalmasságának terve" címmel. Különösen 288 millió dollárt terveznek elkülöníteni a nemzeti kvantumstratégia fejlesztésére és finanszírozására. A program magában foglalja az alap- és alkalmazott kutatás összehangolt fejlesztését és az ország vezető szerepének megerősítését ebben az áttörési irányban.
Правительство США анонсирует новые программы финансирования квантовых исследований
Министерство энергетики выделяет $25 млн на фундаментальные работы по развитию квантового интернета, предполагающие создание первого испытательного стенда регионального масштаба.
Két új programot az USA is támogatHadsereg Kutatási Iroda: Az első alapvetően új módszerek kifejlesztését foglalja magában a kvitek tervezésére, gyártására és ellenőrzésére, hogy javítsák azok stabilitását a modern eszközökhöz képest. A második program célja az amerikai állampolgárok közül tehetséges végzős hallgatók és kutatók célzott támogatása a kvantuminformációk feldolgozása és a kvantumérzékelés területén.
Ausztrál Védelmi Minisztérium a NEC és a D-Wave szolgáltatást választja a védelmi logisztikai kihívásokhoz
В результате проведенного конкурса коллаборация австралийского представительства корпорации NEC — NEC Australia — и компании D-Wave Systems Inc. (Канада) выбрана исполнителем проекта по использованию гибридных квантовых вычислений в решении проблемы «последней мили» в логистике. Разработанная технология призвана оптимизировать использование автономных транспортных средств для пополнения запасов различных подразделений с центральной базы снабжения.
A NEC és a D-Wave 2019 novemberében partnerségi megállapodást kötött a kvantumalkalmazások közös fejlesztése érdekében. Ez az első alkalom, hogy egy vállalat Japánon kívüli ügyfelekkel lépett kapcsolatba.
В Финляндии создан новый институт для координации работ в области квантовых технологий
Aalto Egyetem, Helsinki Egyetem és KözpontMűszaki kutatás Finnország A VTT együttműködési megállapodást írt alá a kvantumtudomány és a technológia területén a megalapított Finn Quantum Institute InstituteQ égisze alatt. Erők összefogásával a felek arra törekszenek, hogy Finnország élen járjon az egyre versenyképesebb globális technológiai területen.
Jelenleg a VTT a finnekkel együttA startup IQM az első finn kvantumszámítógép létrehozásán dolgozik. Ez a projekt a kvantumtechnológiák területén folytatott további kutatások, innováció és kereskedelmi tevékenységek kezdeti platformjaként szolgál.
Kvantumipar
PsiQuantum и GlobalFoundries начинают массовое производство компонентов фотонного процессора
A kaliforniai startup PsiQuantum aza vonzó befektetések vezetője az összes kvantum vállalat között (508,5 millió dollár). Célja a világ első millió qubit fotonos kvantumprocesszorának fejlesztése Q1.
A GlobalFoundries-szal együtt, amely foglalkozikA félvezető termékek szerződéses gyártásával a PsiQuantum bebizonyította, hogy képes gyártani és beépíteni a fotonikus processzor fő alkotóelemeit, beleértve az optikai áramköröket, az egyes fotonforrásokat és detektorokat, a standard berendezésekbe. A fotonikus processzorok tömeggyártásához szükséges speciális berendezéseket már telepítették két New York-i (szilícium-fotonika) és drezdai (elektronikai alkatrész) GlobalFoundries-gyárba, és hamarosan sorozatgyártásba is kerülnek.
Az NTT és a tokiói Műszaki Intézet tanulmányozza a gépi alkalmazásokat az orvostudományban
A koherens Ising-gép kvantumot használhatások kölcsönhatásban lévő pörgetések rendszerében, de nem teljesen kvantum számítógép. Fő célja a kombinatorikus optimalizálási problémák megoldása. Az NTT Research és a Tokiói Műszaki Intézet az Ising Machine segítségével új gyógyszereket hoz létre. A számítási feladat az optimális egyezés megtalálása a gyógyszermolekulák és a célfehérjék kombinációinak hatalmas száma között.
A második alkalmazási terület az úgynevezett tömörítettszondázás - lehetővé teszi hatalmas adatkészletek nagy sebességű feldolgozását, gyorsan eldobva a hasznos információkat nem tartalmazó töredékeket. Ez a megközelítés felhasználható a mágneses rezonancia képalkotás és a számítógépes tomográfiai képek elemzésére.
Quantum Brilliance и Quantum South разработают решения для оптимизации логистики
Ausztrál startup Quantum Brilliancekvantumplatformot fejleszt a gyémánt nitrogén-üresedésein alapulva, amely szobahőmérsékleten képes működni. Az együttműködés a Quantum South-tal (Uruguay) 2018-ban kezdődött és kezdetben logisztikai megoldások fejlesztésére irányult a processzor szoftveremulátorának felhasználásával. A vállalatok az Airbus Quantum Computing Challenge döntőseivé váltak.
Сейчас компании устанавливают двухкубитный квантовый вычислитель в суперкомпьютерном центре Pawsey в Перте, Австралия, для интеграции с классическим суперкомпьютером и решения задач логистики в гибридной среде. Ожидается, что по мере увеличения размерности процессора и развития программного обеспечения вычислительная система значительно превзойдет классические устройства по вычислительной мощности.
Q-CTRL исследует оптимизацию движения транспорта в Австралии
Министерство транспорта австралийского штата Новый Южный Уэльс объявило о начале сотрудничества с компанией Q-CTRL по использованию квантового компьютера для управления сложной транспортной сетью. Также Q-CTRL займется решением одной из актуальных задач для крупнейшего австралийского города Сидней — обновлением расписаний общественного транспорта при проведении массовых общественных мероприятий. Возможность скорректировать расписание в реальном времени может значительно повысить эффективность городской транспортной сети и уменьшить проблемы с заторами.
Первый IBM Q System One установлен в Европе
Первый квантовый компьютер IBM за пределами США был установлен в рамках совместного проекта с Обществом Фраунгофера (Fraunhofer-Gesellschaft). Машина установлена в подразделении IBM в городе Энинген, недалеко от Штутгарта, для исключительного использования Обществом Фраунгофера и его партнерами в рамках деятельности Центра компетенций по квантовым вычислениям Баден-Вюртемберга.
Az IBM Q System One alkalmazást ebben az évben fogják használnia német jogszabályokkal összhangban, ami fontos előny a felhasználók számára az adatvédelem és a szellemi tulajdon biztonsága szempontjából. A második IBM kvantum számítógép telepítését az Egyesült Államokon kívülre tervezik idén a tokiói egyetemen.
Létrehoztak egy kvantumérzékelőt, amely képes a teljes rádiófrekvenciatartomány figyelemmel kísérésére
Rydberg atomokon alapuló kvantumérzékelőkcsak nemrégiben kezdték használni elektromágneses sugárzás detektoraként. Először kezdte őket fejleszteni az amerikai hadsereg azzal a céllal, hogy a rádiófrekvenciás teret egyetlen szélessávú detektor segítségével figyelje az összes rádióhullám-sávra.
В новой работе военные исследователи US Army Research Lab продемонстрировали высокую чувствительность компактного (1 см) сенсора в диапазоне от 1 кГц до 1ТГц, а также провели его сравнение с альтернативными широкополосными приемниками на основе электрооптических кристаллов и дипольных антенн.
Квантовый лидар поможет обнаружить утечки метана при добыче нефти и природного газа
QLM Technology (Великобритания) разработала сверхчувствительный атмосферный лидар с квантовым однофотонным детектором, способный визуализировать и количественно определять утечки метана при добыче и использовании нефти и природного газа.
A projektet a BP, National támogatjaA Grid, az AMETEK Land és az Egyesült Királyság kormánya, valamint a lidar volt az első kereskedelmi termékek az Egyesült Királyság nemzeti kvantumtechnológiai programja keretében. A lidar első változata kereskedelmi tesztelésre kapható ebben az évben, és a pilóta nélküli légi járművekre telepített kamerák tesztelése 2022-ben kezdődik.
Olvass tovább:
Ködök, üstökösök és csillagfaiskolák: az év legjobb asztrofotográfiáját mutatják be
Kém műholdak adatai segítettek kideríteni az ázsiai gleccserek olvadásának okát
Koronavírus egy barlangban: mindazok a kínai bányászok, akik furcsa tüdőgyulladásban szenvedtek 2012-ben