מחקר ופיתוח
חוקרים אוסטרלים פיתחו ספין חורים מהיר במיוחד
אחד האתגרים בפיתוח קובצי ספיןהוא אובדן הקוהרנטיות שלהם עם עלייה במהירות העבודה. מחקר חדש של מדענים אוסטרלים (FLEET, CQC2T) בשיתוף עמיתים מאוניברסיטת קולומביה הבריטית (קנדה) מצביע על כך שניתן להשיג פשרה בין מהירות לקוהרנטיות על ידי שימוש בחורים כקוביט, המתנהג כמו אלקטרונים טעונים חיובי. שקעי חורים, בניגוד לאלקטרוניים, חשופים הרבה פחות לשדות חשמליים תנודיים לא רצויים שקיימים בכל חומר שהוא. יתר על כן, "האמצע הזהוב", שבו הקובית החורית הכי פחות רגישה לרעש כזה, היא גם הנקודה שבה ניתן לעבוד איתה הכי מהר. גישה זו פותחת את האפשרות לשנות קווביטים באופן פוטנציאלי למחשב מיני קוונטי המבוסס על "מערך" ביטים.
מדענים משטוטגרט הטילו ספק בקיומם של נוזלי ספין קוונטיים
נוזל הסיבוב הוא מגנט נדיר מאודמצב של חומר בו, בניגוד לרוב החומרים, הסיבובים אינם מסודרים אפילו בטמפרטורות אולטרה נמוכות, אלא יוצרים מצבים סבוכים קולקטיביים. מסיבה זו, נוזלי ספין נחשבים כמדיום מבטיח ליצירת מחשב קוונטי טופולוגי (חסין טעויות).
עד כה היה קיומם של נוזלי ספיןאושרו רק על ידי מדידות עקיפות והנחות תיאורטיות מסוימות. מדענים מאוניברסיטת שטוטגרט השתמשו בפעם הראשונה בטכניקה של ספקטרוסקופיית תהודה ספין-פס רחב כדי לחקור את תהליך ההזמנה בנוזל סיבוב ומצאו שכאשר הטמפרטורה פוחתת, מתרחש תהליך בלתי צפוי של יצירת זוגות ספין מופרדים במרחב, שכנראה מפריך את הדעות על התכונות הבסיסיות של צורה אקזוטית זו של חומר.
קווביטים קשיים הפכו את המחשב הקוונטי לסובלני יותר
קבוצה של מדעני אמזון בראשות פרננדוBrandao פיתחה עיצוב חדש למחשב קוונטי עמיד לטעויות. הם השתמשו במה שנקרא קיוביטים של חתול, או קיוביטים בסופרפוזיציה של מצבים קוהרנטיים עם שלבים מנוגדים. הרעיון הוא שברגע שקיוביט כזה מתייצב, שגיאות היפוך סיביות הופכות נדירות ביותר ושגיאות היפוך פאזה הופכות נפוצות יותר. וכדי להגן מפני שגיאות היפוך פאזה, אתה יכול להשתמש בתיקון שגיאות אקטיבי.
החוקרים ביצעו הדמיות מלאותרעש, כולל מחקר מעמיק על תהליכי נדירות סיביות נדירים. שימוש בארכיטקטורה המוצעת בעיתון ותיקון שגיאות פעיל משיג שגיאה לוגית של 2.7 × 10-8 תוך שימוש בתשעה קוביטים בלבד בקוד הנתונים - שיפור של יותר מחמישה סדרי גודל בהשוואה לקוביטים לא מוגנים לחלוטין.
קוד תיקון שגיאות חדש מאפשר לך לעבוד בסביבות בעלות רעש גבוה
בין קודי תיקון השגיאה הרבים, ישנםמה שמכונה קודי שטח. כדי לייצג אותם משתמשים בסריג דו מימדי שבקצוותו נמצאים קווביטים. חלקם מעורבים בחישובים, והחלק השני מסייע בזיהוי ותיקון שגיאות. קודי משטח משמשים למשל גוגל במכשירים המוליכים-על שלה.
חוקרים מאוניברסיטת סידניהנהגתו של בנג'מין בראון הצליחה לפתח קוד יעיל פי שניים מהקיים. המחברים בדקו את זה במערכות קטנות והראו שהקוד החדש דורש פחות קווביטים פיזיים נוספים כדי לתקן שגיאות ובמקרים מסוימים עולה על ההערכה התיאורטית. בשל החוסן שלהם לרעש, הקודים החדשים מבטיחים ליישומים במערכות גדולות, שם הם ידרשו פחות משמעותי לקוביטים נוספים.
תוכניות קוונטיות לאומיות
השקת פלטפורמות ענן מקומיות לגישה למחשבים קוונטיים
Russian Quantum Center פתח גישה לענןלאמולטור המחשוב הקוונטי SimCIM, המשתמש באלגוריתמים קלאסיים המדמים התנהגות של מערכות קוונטיות. פלטפורמת הענן תהיה שימושית לפתרון בעיות אופטימיזציה בדידות, כמו גם לניתוח ההשפעה הכלכלית של הכנסת ארכיטקטורות מחשוב קוונטי.
בעתיד, הפלטפורמה תספק גישה להמחשבים הקוונטים האחרונים שנוצרו כחלק מהטמעת מפת הדרכים למחשוב קוונטי, כמו גם מחשבים קוונטיים מחברות בינלאומיות של צד שלישי. לנוחיותן של חברות לקוחות מתעשיות שונות, נוצר מערך אפליקציות מוכנות לאופטימיזציה פיננסית, כימיה קוונטית, ביואינפורמטיקה, לוגיסטיקה וכו' וכן סט כלים לניתוח השוואתי של אלגוריתמים.
הבסיס הפיזי לפלטפורמה השנייה,שפותח במרכז לטכנולוגיות קוונטיות של אוניברסיטת מוסקבה, ישנן שתי מערכות: מעבד קוונטי המבוסס על אטומים ניטרליים במלכודות אופטיות ומחשב קוונטי לינארי-אופטי. נכון לעכשיו, סימולטורים קלאסיים של מעבדים קוונטיים זמינים למשתמשים, בעתיד הקרוב ניתן יהיה לקבל גישה לשבב אופטי אמיתי. הפלטפורמה מאפשרת לך להטמיע ולבדוק כמעט כל אלגוריתמים קוונטיים וקלאביים קוונטיים היברידיים.
המכון הקנדי פרסם דו"ח על האסטרטגיות הקוונטיות הלאומיות של 46 מדינות
הדוח בן 57 העמודים מכיל ניתוח של קייםבעולם היוזמות הקוונטיות. לפי רמת הפיתוח של התוכניות הלאומיות, המדינות מחולקות לארבע קטגוריות: 17 מדינות עם אסטרטגיה קוונטית מתואמת (כולל רוסיה, ארה"ב, סין, גרמניה, צרפת), שלוש מדינות עם אסטרטגיה קוונטית מתפתחת (קנדה), 12 מדינות ללא אסטרטגיה שאומצה רשמית, אלא עם נתח משמעותי מיוזמות ממשלתיות בתחום הקוונטי (אוסטרליה, דנמרק, פינלנד) ו-14 מדינות המשתתפות בתוכניות בינלאומיות (מדינות בלטיות, טורקיה, פולין).
בין צעדי התמיכה הממשלתיים השונים:יצירת מרכזי מחקר ומרכזי מו"פ, תחרויות על מענקים ממשלתיים, השקעות ישירות בפרויקטים קוונטיים ומימון מיזמים. לדברי מחברי הדו"ח, רוב הצעדים הללו יושמו ברוסיה, למעט ארגון תחרויות מענקים מיוחדות בתחום המדע והטכנולוגיה הקוונטית.
האוניברסיטאות הטובות ביותר במחשוב קוונטי שמו
מומחים מהפורטל The Quantum Daily ציינו את 12 אוניברסיטאות המחקר הטובות בעולם שהשיגו הצלחה בפיתוח מערכות מחשוב קוונטי.
ביניהם חמש אוניברסיטאות אמריקאיותמכונים (הרווארד, MIT, אוניברסיטאות מרילנד, ברקלי ושיקגו) ואוניברסיטה אחת כל אחת מסין (אוניברסיטת מדע וטכנולוגיה), קנדה (ווטרלו), סינגפור (האוניברסיטה הטכנולוגית Nanyang), אוסטרליה (סידני), גרמניה (לודוויג ומקסימיליאן במינכן) ובאוסטריה (אינסברוק).
ממשלת קנדה משקיעה 288 מיליון דולר במחקר קוונטי בשבע שנים
קנדה היא אחת המובילות בעולםתחום המחקר והפיתוח הקוונטי, המדורג ראשון בין מדינות ה- G7 מבחינת הוצאות באזור זה לנפש. עם זאת, בניגוד למדינות אחרות, לקנדה אין תוכנית קוונטים מקובלת רשמית.
כחלק מהצעדים להחזרת הכלכלה לאחרשל מגפת COVID-19, הממשלה גיבשה הצעת תקציב לשנת 2021 בשם תוכנית התאוששות, צמיחה וחוסן משרות. בפרט, מתוכנן להקצות 288 מיליון דולר לפיתוח ומימון האסטרטגיה הקוונטית הלאומית. התוכנית כוללת פיתוח מתואם של מחקר יסודי ויישומי וחיזוק מנהיגות המדינה בכיוון פורץ דרך זה.
ממשלת ארה"ב מכריזה על תוכניות מימון חדשות למחקר קוונטי
משרד האנרגיה מקצה 25 מיליון דולר לעבודה בסיסית על פיתוח האינטרנט הקוונטי, הכוללת יצירת מיטת בדיקה ראשונה בקנה מידה אזורי.
כמו כן, שתי תוכניות חדשות נתמכות על ידי ארה"ב.משרד המחקר של הצבא: הראשון כולל פיתוח שיטות חדשות ביסודן לתכנון, ייצור ובקרה של קוביות כדי לשפר את יציבותן בהשוואה למכשירים מודרניים. התוכנית השנייה מכוונת לתמיכה ממוקדת של סטודנטים לתארים מתקדמים וחוקרים מקרב אזרחי ארה"ב בתחום עיבוד מידע קוונטי וחישה קוונטית.
משרד ההגנה האוסטרלי בוחר את ה- NEC ואת ה- D-Wave לאתגרי לוגיסטיקה של ההגנה
כתוצאה מהתחרות, שיתוף פעולההנציגות האוסטרלית של NEC Corporation - NEC Australia - ו-D-Wave Systems Inc. (קנדה) נבחרה כמבצעת הפרויקט על השימוש במחשוב קוונטי היברידי בפתרון בעיית "המייל האחרון" בלוגיסטיקה. הטכנולוגיה שפותחה נועדה לייעל את השימוש בכלי רכב אוטונומיים כדי לספק מחדש יחידות שונות מבסיס אספקה מרכזי.
NEC ו- D-Wave התקשרו בהסכם שותפות בנובמבר 2019 לפיתוח משותף של יישומים קוונטיים. זוהי האינטראקציה כזו הראשונה עבור חברות עם לקוחות מחוץ ליפן.
מכון חדש נוצר בפינלנד לתיאום עבודה בתחום הטכנולוגיות הקוונטיות
אוניברסיטת אלטו, אוניברסיטת הלסינקי והמרכזמחקר טכני פינלנד VTT חתמה על הסכם שיתוף פעולה בתחום מדע הקוונטים והטכנולוגיה בחסות מכון קוונטים פיני שהוקם. על ידי איחוד כוחות, הצדדים שואפים להשאיר את פינלנד בקדמת הבמה של תחום טכנולוגי עולמי יותר ויותר תחרותי.
נכון לעכשיו VTT יחד עם הפיניתההפעלה IQM עובדת על יצירת המחשב הקוונטי הראשון בפינלנד. פרויקט זה יהווה פלטפורמה ראשונית להמשך מחקר, חדשנות ופעילות מסחרית בתחום הטכנולוגיות הקוונטיות.
תעשיית קוונטים
PsiQuantum ו-GlobalFoundries מתחילות בייצור המוני של רכיבי מעבד פוטוניים
חברת הסטארט-אפ PsiQuantum בקליפורניה היאהמובילה בהשקעות מושכות בקרב כל חברות הקוונטים (508.5 מיליון דולר). מטרתה היא לפתח את המעבד הקוונטי הפוטוני הראשון בעולם, המורכב ממיליון קוביטים.
יחד עם GlobalFoundries, העוסקת בעל ידי ייצור חוזי של מוצרי מוליכים למחצה, PsiQuantum הוכיח את היכולת לייצר ולשלב, על ציוד סטנדרטי, את המרכיבים העיקריים של מעבד פוטוני, כולל מעגלים אופטיים, מקורות פוטונים בודדים וגלאים. הציוד המיוחד הנדרש לייצור המוני של מעבדים פוטוניים הותקן כבר בשני מפעלים של GlobalFoundries בניו יורק (סיליקון פוטוניקה) ודרזדן (רכיבים אלקטרוניים) ויוצר בקרוב ייצור המוני.
NTT והמכון הטכנולוגי של טוקיו לומדים יישומי מכונת רפואה
מכונת Ising הקוהרנטית משתמשת בקוונטיםהשפעות במערכת של ספינים אינטראקציה, אך איננה מחשב קוונטי לחלוטין. מטרתו העיקרית היא לפתור בעיות אופטימיזציה קומבינטוריות. NTT Research והמכון הטכנולוגי של טוקיו משתמשים במכונת Ising כדי ליצור תרופות חדשות. המשימה החישובית היא למצוא את ההתאמה האופטימלית בין מספר עצום של שילובים של מולקולות סמים וחלבוני יעד.
תחום היישום השני הוא מה שמכונה דחוסחיטוט - יאפשר לכם לעבד מערכי נתונים ענקיים במהירות גבוהה, תוך השלכת שברים שאינם מכילים מידע שימושי. ניתן להשתמש בגישה זו לניתוח הדמיית תהודה מגנטית ותמונות טומוגרפיה ממוחשבת.
Quantum Brilliance ו-Quantum South יפתחו פתרונות לייעול הלוגיסטיקה
הסטארט-אפ האוסטרלי Quantum Brillianceמפתחת פלטפורמה קוונטית המבוססת על פנויות חנקן ביהלום, המסוגלת לפעול בטמפרטורות החדר. שיתוף הפעולה עם קוונטום דרום (אורוגוואי) החל בשנת 2018 והיה בתחילה מכוון לפיתוח פתרונות לוגיסטיים באמצעות אמולטור תוכנה של המעבד. החברות הפכו לגמר של אתגר המחשוב הקוונטי של איירבוס.
חברות מתקינות כעת two-qubitמחשב קוונטי במרכז מחשוב העל Pawsey בפרת', אוסטרליה, כדי להשתלב עם מחשב על קלאסי ולפתור בעיות לוגיסטיות בסביבה היברידית. צפוי שככל שגודל המעבד יגדל והתוכנה תתפתח, מערכת המחשוב תעלה משמעותית על המכשירים הקלאסיים מבחינת כוח מחשוב.
Q-CTRL בוחן אופטימיזציה של תנועה באוסטרליה
משרד התחבורה האוסטרליניו סאות' ויילס הכריזה על שיתוף פעולה עם Q-CTRL לשימוש במחשב קוונטי לניהול רשת תחבורה מורכבת. Q-CTRL גם תטפל באחת הבעיות הדוחקות עבור העיר הגדולה באוסטרליה סידני - עדכון לוחות הזמנים של התחבורה הציבורית במהלך אירועים ציבוריים המוניים. היכולת להתאים את לוחות הזמנים בזמן אמת יכולה לשפר משמעותית את היעילות של רשת התחבורה בעיר ולהפחית את בעיות העומס.
IBM Q System One הראשונה מותקנת באירופה
המחשב הקוונטי הראשון של יבמ מחוץ לארה"בהותקן כחלק מפרויקט משותף עם Fraunhofer-Gesellschaft. המכונה מותקנת במיקום Ehningen של IBM, ליד שטוטגרט, לשימוש בלעדי של אגודת Fraunhofer ושותפיה כחלק מהפעילות של מרכז היכולות של באדן-וירטמברג למחשוב קוונטי.
IBM Q System One ישמש ב-בהתאם לחוק הגרמני, המהווה יתרון חשוב למשתמשים מבחינת הגנת נתונים ואבטחת קניין רוחני. התקנת מחשב הקוונטים השני של יבמ מחוץ לארה"ב מתוכננת לשנה זו באוניברסיטת טוקיו.
נוצר חיישן קוונטי המסוגל לפקח על כל טווח תדרי הרדיו
חיישנים קוונטיים המבוססים על אטומי ריידברגרק לאחרונה הם החלו לשמש כגלאים לקרינה אלקטרומגנטית. לראשונה, צבא ארה"ב החל לפתח אותם במטרה לפקח על מרחב תדרי רדיו באמצעות גלאי פס רחב יחיד לכל רצועות גלי הרדיו.
בעבודה חדשה, חוקרי צבא ארה"במעבדת המחקר הדגימה את הרגישות הגבוהה של החיישן הקומפקטי (1 ס"מ) בטווח שבין 1 קילו-הרץ ל-1 THz, וגם השוותה אותו למקלטי פס רחב חלופיים המבוססים על גבישים אלקטרו-אופטיים ואנטנות דיפול.
Lidar Quantum יסייע באיתור דליפות מתאן במהלך הפקת נפט וגז טבעי
QLM Technology (בריטניה) פותחהלידר אטמוספרי רגיש במיוחד עם גלאי פוטון בודד קוונטי המסוגל לדמיין ולכמת דליפות מתאן מהפקה ושימוש בנפט וגז טבעי.
הפרויקט נתמך על ידי BP, Nationalגריד, AMETEK Land וממשלת בריטניה, והלידר היו אחד המוצרים המסחריים הראשונים במסגרת התוכנית הלאומית לטכנולוגיית הקוונטים בבריטניה. הגרסה הראשונה של המכסה זמינה לבדיקות מסחריות השנה, ובדיקות מצלמות המותקנות על כלי טיס בלתי מאוישים יחלו בשנת 2022.
קרא עוד:
ערפיליות, שביטים ומשתלות כוכבים: מציגות את האסטרופוטוגרפיה הטובה ביותר של השנה
נתונים מלווייני ריגול סייעו לגלות את הגורם להמסת קרחונים באסיה
וירוס קורונה במערה: הכל על כורים סינים שסבלו מדלקת ריאות מוזרה בשנת 2012