Industria quantistica
- Come distribuire i vaccini COVID-19 utilizzando la tecnologia quantistica
Partenariato
Il risultato del lavoro congiunto è statopiattaforma informatica basata su Digital Annealer, un computer quantistico adiabatico Fujitsu. La piattaforma ha ottimizzato in modo significativo la distribuzione dei dispositivi di protezione individuale disponibili riducendo al minimo i chilometri percorsi dai veicoli e i tempi di consegna, ed è stata approvata per l’uso dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Ha inoltre creato una “piattaforma di distribuzione dei vaccini”, una soluzione semplificata per distribuire in modo efficiente i vaccini COVID-19 in risposta alla domanda in rapida evoluzione. L'efficienza di entrambi gli algoritmi aumenta in modo esponenziale con l'aggiunta di diverse variabili e grandi set di dati provenienti da varie fonti.
Si prevede che la “piattaforma di distribuzione dei vaccini” sarà disponibile per l’uso e la raccolta di nuovi dati da parte delle autorità locali in tutto il paese, il che dovrebbe accelerare in modo significativo la vaccinazione dei residenti negli Stati Uniti.
- Perché i generatori di numeri casuali quantistici sono così popolari in tutto il mondo
Secondo l'azienda, il mercato globale del quantumI generatori di numeri casuali (QRNG) cresceranno fino a 7,2 miliardi di dollari entro il 2026. Gli esperti ritengono che il mercato dovrà affrontare molte fusioni e acquisizioni e alla fine sarà modellato da pochi grandi leader. Ciò è dovuto all'ingresso relativamente facile delle società tecnologiche in questo mercato, insieme alle conseguenti difficoltà nel posizionare il prodotto e generare profitti sostenibili per i piccoli sviluppatori.
Rapporto IQT
Secondo le previsioni IQT, il più grande consumatore di QRNG conIl volume di mercato di 3,1 miliardi di dollari sarà rappresentato dai data center. Anche nel settore finanziario si prevede un aumento significativo delle vendite (fino a 2,2 miliardi di dollari entro il 2026), in particolare per problemi di sicurezza informatica e modellizzazione finanziaria secondo il metodo Monte Carlo.
- Come funziona una piattaforma quantistica basata su chip fotonici?
Avvio canadese Xanadu che utilizza standard eha realizzato un chip ottico integrato basato su nitruro di silicio in una tecnologia facilmente scalabile, che implementa il cosiddetto stato di luce a grappolo (entangled), necessario per condurre calcoli quantistici. Per creare questo stato, le microcavità ottiche all'interno del chip convertono la normale luce laser in un tipo di luce quantistica chiamata luce schiacciata, che viene quindi intrecciata utilizzando una rete di specchi, divisori di fascio e fibre ottiche.
Utilizzando il nuovo dispositivo, gli scienziati sono stati in grado di farlodimostrare non solo il campionamento dei bosoni gaussiani, ma anche la soluzione di due problemi che hanno un significato pratico diretto: calcolare gli spettri vibrazionali delle molecole e determinare la somiglianza di grafici matematici che rappresentano molecole diverse.
- Perché l’apprendimento automatico quantistico viene utilizzato nell’analisi dei biomarcatori del cancro
Crown Bioscience (una filiale di JSR LifeSciences, USA) e Cambridge Quantum Computing (CQC, UK) hanno annunciato l'inizio di un lavoro congiunto sull'uso del calcolo quantistico nella creazione di farmaci per il trattamento delle malattie oncologiche. Le aziende intendono sviluppare una strategia per applicare algoritmi di apprendimento automatico quantistico in bioinformatica utilizzando un database di ricerca preclinica e traslazionale in oncologia accumulato in 15 anni e gli ultimi sviluppi in CQC nel campo degli algoritmi quantistici.
Nella prima fase della cooperazione, quantumgli algoritmi sviluppati da CQC per i dispositivi NISQ verranno utilizzati per analizzare il database genetico per identificare nuovi biomarcatori multigenici del cancro.
- In che modo la produzione di petrolio e le tecnologie quantistiche sono "amichevoli"
ExxonMobil lo farà congiuntamenteSono stati sviluppati algoritmi quantistici per l'ottimizzazione del sistema di trasporto marittimo di container. La logistica marittima rappresenta circa il 90% di tutto il traffico commerciale e la creazione di catene di approvvigionamento ottimali per ridurre il tempo totale di viaggio e tenere conto delle priorità di trasporto è un compito computazionale complesso. IBM ha testato l'applicabilità degli algoritmi di ottimizzazione utilizzando un emulatore quantistico sulla piattaforma Qiskit e ha dettagliato vari casi d'uso per l'ottimizzazione quantistica ei dettagli tecnici per la creazione di soluzioni computazionali.
I dettagli specifici della collaborazione di IBM con bp non sono ancora stati pubblicatisono divulgate. È noto solo che il compito principale della loro interazione è aumentare l'efficienza del sistema energetico per ridurre le emissioni di gas serra e tossici nell'atmosfera. bp ha anche annunciato la sua decisione di entrare a far parte di IBM QNetwork come partner industriale.
- Perché Microsoft si ritira con la prova del fermione di Majorana
La rilevazione dei fermioni di Majorana è importante perlo sviluppo di un qubit topologico è un obiettivo chiave per Microsoft. In teoria, questo tipo di qubit sarebbe molto più resistente al rumore ambientale e alla distorsione e ridurrebbe i requisiti di correzione degli errori di un computer quantistico tollerante ai guasti.
Articolo fondatore di ricercatori diil laboratorio olandese della Microsoft e della Delft University of Technology conteneva dati sulla prima prova sperimentale al mondo dell'esistenza delle quasiparticelle di Majorana. A seguito di una discussione scientifica nell'aprile 2019, Nature ha aggiunto una "espressione editoriale di preoccupazione" all'articolo e nel maggio 2020 il Comitato per l'integrità della ricerca dell'Università di Delft ha avviato un'indagine che non è stata ancora completata. Nel febbraio 2021, gli autori hanno pubblicato un preprint di un nuovo articolo su arXiv, riconoscendo che le conclusioni precedenti erano premature e l'analisi dei dati sperimentali non inclusi nell'articolo originale contraddice la conclusione sulla rilevazione delle quasiparticelle di Majorana.
Ricerca e sviluppo
- Come applicare gli algoritmi quantistici alla biologia computazionale
Scienziati del Russian Quantum Center e Skoltechha identificato diverse aree in cui l'informatica quantistica in biologia potrebbe essere utile nel prossimo futuro. Tra i compiti praticamente importanti indicati, ad esempio, lo studio della nitrogenasi - un enzima che svolge il processo di fissaggio dell'azoto atmosferico. La nitrogenasi svolge un ruolo importante nell'arricchimento del suolo e dei corpi idrici con azoto legato e viene anche utilizzata nella produzione industriale di ammoniaca. Inoltre, sembra realistico risolvere il problema di prevedere la struttura tridimensionale di una proteina per accelerare qualitativamente la creazione di nuovi farmaci, per determinare il fattore di trascrizione delle proteine leganti il DNA che svolgono un ruolo chiave nella trascrizione genica, nonché l'emergere di soluzioni computazionali efficienti ed economiche ai problemi di assemblaggio del genoma.
I primi risultati significativi dall'applicazioneGli algoritmi quantistici in bioinformatica sono previsti da 2-3 anni. Il passaggio successivo sarà correlato alla commercializzazione dei computer quantistici e al ridimensionamento delle loro applicazioni.
- Cosa ha dimostrato la superiorità quantistica nel risolvere un problema matematico pratico
La supremazia quantistica è già statadimostrato sui problemi di generazione casuale di stringhe e campionamento di bosoni. Da un punto di vista applicato, queste attività non rappresentano alcun valore: mostrano le capacità dei computer quantistici e il loro futuro nel suo insieme.
Un team internazionale di fisici guidato daIordanis Kerenidis dell'Università di Parigi è stato in grado di dimostrare sperimentalmente che un computer quantistico è più veloce di uno classico nel verificare la soluzione del problema della soddisfacibilità delle formule booleane e ha considerato tutte le possibili restrizioni del mondo reale che si presentano nell'esperimento.
Il controllo è stato effettuato utilizzando un lineareschema ottico in tempo polinomiale, in contrapposizione al tempo esponenziale, che sarebbe richiesto da un calcolatore classico. La sfida di verificare la soluzione fa un passo avanti verso le applicazioni del mondo reale. I fisici propongono di utilizzare potenti computer quantistici per risolvere problemi e per verificare la correttezza delle soluzioni su macchine meno potenti.
- Come utilizzare la correzione quantistica degli errori per migliorare l'accuratezza delle misurazioni
I metodi di correzione degli errori esistenti sonoattivi, cioè richiedono un controllo periodico del sistema per eventuali errori e la loro immediata correzione. Ciò richiede risorse hardware sufficienti e quindi ostacola il ridimensionamento dei computer quantistici. Un team dell'Università del Massachusetts ad Amherst, guidato da Chen Wang, ha implementato un nuovo tipo di correzione degli errori quantistici in cui gli errori vengono corretti spontaneamente.
Nell'esperimento condotto per continuola correzione degli errori utilizza processi di comunicazione dissipativa controllati con l'ambiente o il serbatoio. Il circuito di correzione dell'errore dissipativo funziona continuamente e non richiede misurazioni o operazioni di feedback. L'aumento del tempo di coerenza risultante si traduce in una precisione di misurazione quantistica notevolmente migliorata. Il nuovo metodo è completamente compatibile con i metodi esistenti per la stabilizzazione di fase e la correzione degli errori.
- Quando apparirà l'Internet quantistico
Ricercatori presso Andrew Cleland Laboratory(Andrew Cleland) L'Università di Chicago è riuscita per la prima volta a intrecciare due qubit separati collegandoli con un cavo. Come parte dell'esperimento, i ricercatori hanno creato due nodi quantistici, ciascuno contenente tre qubit superconduttori. Utilizzando un cavo superconduttore lungo un metro per collegare i nodi, gli scienziati hanno quindi selezionato un qubit su ciascun nodo e li hanno legati insieme, inviando stati quantistici attraverso il cavo. L'entanglement è stato esteso ad altri qubit in ogni nodo. Pertanto, gli scienziati hanno "intensificato" l'entanglement dei qubit fino a quando tutti e sei i qubit in due nodi sono stati collegati in uno stato di entanglement globale.
In un altro lavoro di fisica a DelftL'Università della tecnologia nei Paesi Bassi ha collegato in rete tre dispositivi quantistici remoti basati su qubit di diamante in modo tale che due dispositivi sulla rete siano qubit reciprocamente intrecciati. La rete ha fornito comunicazioni in tempo reale, la distribuzione di stati di entanglement multipart autentici su tre nodi e lo scambio di entanglement attraverso un nodo intermedio sono stati implementati.
Infine, il team della Purdue Universityha implementato un interruttore ottico programmabile con selezione dello spettro per una rete di informazioni quantistiche scalabile, in grado di controllare in modo indipendente diversi canali separati dalla lunghezza d'onda senza perdita di fotoni.
- Come funziona un qubit di carbonio e come si comporta a temperatura ambiente
L'azienda australiana Archer Materialssviluppa chip quantistici progettati per funzionare a temperatura ambiente e basati sulla tecnologia qubit di carbonio originale. Archer ha eseguito con successo una misurazione diretta della resistenza bipolare del materiale qubit, che è il componente principale del chip 12CQ, a temperatura ambiente. Gli sviluppatori sono riusciti a registrare in modo riproducibile le curve corrente-tensione in vari intervalli di tensione sia su qubit isolati separati che su due qubit e cluster di qubit. Per lo più, i qubit sono sopravvissuti alle misurazioni senza danni o cambiamenti nella struttura elettronica.
I dati ottenuti confermano la capacità dei qubit di carbonio di funzionare nelle condizioni utilizzate nei dispositivi semiconduttori funzionali a temperatura ambiente.
- Che è riuscito a implementare la più grande elaborazione del linguaggio naturale su un computer quantistico
Cambridge Quantum Computing (CQC) in un nuovo lavoropresenta i risultati dei primi esperimenti sull'elaborazione del linguaggio naturale su un computer quantistico IBM per set di dati di dimensioni di un centinaio o più di frasi. Questa ricerca rappresenta la più grande implementazione sperimentale fino ad oggi di attività di elaborazione del linguaggio naturale su un computer quantistico.
Nell'esperimento, le frasi sono state presentate comecircuiti quantistici parametrizzati e il significato delle parole come stati quantistici che "si impigliano" secondo la struttura grammaticale della frase.
Il lavoro contiene anche una descrizione dettagliata del processol'elaborazione quantistica del linguaggio naturale, che secondo gli sviluppatori dovrebbe rendere più facile per la comunità della PNL utilizzare la codifica dell'elaborazione del linguaggio quantistico.
Programmi quantistici nazionali
- Quali tecnologie verranno adottate in Canada?
Il documento, presentato dal Dipartimento della Difesa Nazionale e dalle Forze Armate canadesi, individua i compiti prioritari di ricerca e sviluppo nell'interesse del dipartimento militare:
- Sensori gravimetrici per la rilevazione di oggetti nascosti dietro i muri.
- Sensori elettromagnetici a banda larga compatti per sostituire le antenne tradizionali.
- Radar furtivi.
- Telemetri ultra precisi in grado di gestire interferenze e traiettorie impegnative.
- Rivelatori chimici ultrasensibili.
- Sensori inerziali compatti per sostituire il sistema di navigazione GPS.
Il ministero prevede di stimolare il quantuminnovazione nel paese, oltre a investire nei principali sviluppi scientifici e tecnologici quantistici del mondo e facilitare il trasferimento di tecnologie quantistiche dal laboratorio ai prototipi funzionanti.
- Chi in Germania creerà processori quantistici
Ministero Federale dell'Istruzione ela ricerca stanzierà 14,5 milioni di euro per lo sviluppo di un prototipo di computer quantistico nazionale su piattaforma superconduttrice, che sarà installato presso l'Istituto Walter Meissner dell'Accademia Bavarese delle Scienze. Il progetto, nome in codice GeQCoS (German Quantum Computer based on Superconducting Qubits), coinvolge anche l'Università tecnica di Monaco, il Karlsruhe Institute of Technology, l'Università di Erlangen-Norimberga, il Centro di ricerca Jülich, il Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics e il grande produttore europeo di semiconduttori Infineon Technologies.
Sarà un altro sussidio di 12,4 milioni di euroassegnato al Quantum Project Consortium, che sta lavorando per creare processori quantistici per applicazioni specifiche. Il consorzio comprende le startup ParityQC e IQM, Infineon Technologies, Jülich Research Center, Libera Università di Berlino e Leibniz Supercomputing Center. Il progetto dovrebbe durare quattro anni e prevede lo sviluppo di un processore quantistico da 54 qubit.
- Chi ha aderito alla Mid-Atlantic Quantum Alliance
Era un consorzio di organizzazioni scientifiche e industrialiorganizzato dall'Università del Maryland originariamente come una comunità regionale che include diverse importanti università e aziende, tra cui il CCDC Army Research Laboratory, Northrop Grumman, Lockheed Martin, IonQ, Booz Allen Hamilton e AWS. Successivamente è stato ribattezzato Mid-Atlantic Quantum Alliance per riflettere la sua maggiore geografia. I nuovi membri dell'Alleanza sono IBM, National Institute of Standards and Technology (NIST), Protiviti, Quantopo, Quaxys, Bowie State University, Georgetown University, Pittsburgh Quantum Institute, University of Delaware e Virginia Tech. Ci sono ora un totale di 24 principali partner universitari, governativi e industriali tra i partecipanti.
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I compiti dell'Alleanza includono lo sviluppo congiunto di tecnologie innovative, stimolando nuove scoperte nella scienza quantistica, oltre a supportare le startup quantistiche e la formazione dei dipendenti.
- Perché Israele sta stanziando 60 milioni di dollari per creare un computer quantistico
Ministero della Difesa israeliano e Ufficio diinnovations ha annunciato un concorso per creare un computer quantistico con 30-40 qubit. La sovvenzione per un importo di $ 60 milioni potrà ricevere sia imprese israeliane che università e società internazionali. Il vincitore dovrà iniziare i lavori entro la fine dell'anno.
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Il nuovo progetto fa parte della nazionaleIniziative di tecnologia quantistica di Israele con un budget totale di 380 milioni di dollari Attualmente, ci sono solo poche startup in Israele, come Classiq Technologies e Quantum Machines, che sviluppano hardware o software per computer quantistici.
Riassumendo:l'influenza dei programmi nazionali è aumentata, la quantità di investimenti è cresciuta, i più grandi sviluppatori commerciali di tecnologie quantistiche hanno unito le forze con le aziende del settore. La versione completa del digest può essere trovata sul sito web del Russian Quantum Center.
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