연구 및 개발
호주 연구자들이 초고속 홀 스핀을 개발했습니다.
스핀 큐비트 개발의 과제 중 하나작업 속도가 증가함에 따라 일관성이 상실됩니다. 호주 과학자들(FLEET, CQC2T)과 브리티시 컬럼비아 대학교(캐나다) 동료들의 새로운 연구에 따르면 속도와 일관성 사이의 균형은 양전하를 띤 전자처럼 행동하는 정공을 큐비트로 사용하여 달성할 수 있습니다. 전자 큐비트와 달리 홀 큐비트는 모든 물질에 존재하는 원치 않는 변동 전기장에 훨씬 덜 노출됩니다. 게다가 홀 큐빗이 이러한 노이즈에 가장 덜 민감한 '황금 평균'도 가장 빠르게 작동할 수 있는 지점이기도 하다. 이 접근 방식은 잠재적으로 큐비트를 비트 "배열"을 기반으로 하는 미니 양자 컴퓨터로 확장할 수 있는 가능성을 열어줍니다.
슈투트가르트의 과학자들은 양자 스핀 유체의 존재에 의문을 제기했습니다.
스핀 유체는 매우 희귀한 자기대부분의 물질과 달리 극저온에서도 스핀이 정렬되지 않고 집단적으로 얽힌 상태를 형성하는 물질의 상태. 이러한 이유로 스핀 액체는 위상(오류 방지) 양자 컴퓨터를 만들기 위한 유망한 매체로 간주됩니다.
지금까지 스핀 유체의 존재는간접 측정 및 특정 이론적 가정에 의해서만 확인됩니다. 슈투트가르트 대학(University of Stuttgart)의 과학자들은 스핀 액체의 정렬 과정을 연구하기 위해 처음으로 광대역 스핀 공명 분광법(broadband spin resonance spectroscopy) 기술을 사용했으며 온도가 감소하면 공간적으로 분리된 스핀 쌍이 예기치 않게 형성되는 과정이 발생한다는 사실을 발견했습니다. 이 이국적인 형태의 물질의 근본적인 속성에 대한 견해.
고양이 큐비트는 양자 컴퓨터의 내결함성을 높였습니다.
페르난도가 이끄는 아마존 과학자 그룹Brandao는 오류 허용형 양자 컴퓨터를 위한 새로운 디자인을 개발했습니다. 그들은 소위 캣 큐비트(cat qubit), 즉 반대 위상과 응집 상태가 중첩된 큐비트를 사용했습니다. 아이디어는 이러한 큐비트가 안정화되면 비트 플립 오류가 극히 드물어지고 위상 반전 오류가 더 흔해진다는 것입니다. 그리고 위상 반전 오류로부터 보호하기 위해 활성 오류 수정을 사용할 수 있습니다.
연구원들은 전체 시뮬레이션을 수행했습니다.희귀 비트 플립 프로세스에 대한 심층 연구를 포함한 노이즈. 논문에서 제안된 아키텍처와 능동 오류 수정을 사용하면 데이터 코드의 9개 큐비트만 사용하여 2.7 × 10-8의 논리 오류를 달성할 수 있습니다. 이는 완전히 보호되지 않은 큐비트에 비해 5배 이상 개선된 것입니다.
새로운 오류 수정 코드를 사용하면 노이즈가 많은 환경에서 작업할 수 있습니다.
많은 오류 정정 코드 중소위 표면 코드. 이를 표현하기 위해 큐비트가 있는 가장자리에 2차원 격자가 사용됩니다. 그들 중 일부는 계산에 관여하고 다른 부분은 오류를 식별하고 수정하는 데 도움이 됩니다. 표면 코드는 예를 들어 Google에서 초전도 장치에 사용합니다.
아래 시드니 대학의 연구원들은Benjamin Brown의 리더십은 기존 코드보다 2배 더 효율적인 코드를 개발하는 데 성공했습니다. 저자는 이를 소규모 시스템에서 테스트했으며 새로운 코드가 오류를 수정하기 위해 더 적은 추가 물리적 큐비트가 필요하고 어떤 경우에는 이론적인 추정치를 초과한다는 것을 보여주었습니다. 노이즈에 대한 견고성으로 인해 새로운 코드는 훨씬 더 적은 추가 큐비트가 필요한 대규모 시스템의 응용 프로그램에 유망합니다.
국가 양자 프로그램
양자컴퓨터 접근을 위한 국내 클라우드 플랫폼 출시
Russian Quantum Center가 클라우드 액세스를 열었습니다.양자 시스템의 동작을 시뮬레이션하는 고전적인 알고리즘을 사용하는 양자 컴퓨팅 에뮬레이터 SimCIM에 적용됩니다. 클라우드 플랫폼은 개별 최적화 문제를 해결하고 양자 컴퓨팅 아키텍처 도입에 따른 경제적 효과를 분석하는 데 유용할 것입니다.
앞으로 이 플랫폼은 다음에 대한 액세스를 제공할 것입니다.양자 컴퓨팅 로드맵 구현의 일환으로 만들어진 최신 양자 컴퓨터와 제3자 국제 기업의 양자 컴퓨터. 다양한 산업 분야의 고객 기업의 편의를 위해 재무 최적화, 양자 화학, 생물정보학, 물류 등을 위한 기성 애플리케이션 세트와 알고리즘 비교 분석을 위한 도구 세트가 생성되었습니다.
두 번째 플랫폼의 물리적 기반,모스크바 주립 대학의 양자 기술 센터에서 개발된 이 시스템에는 광학 트랩의 중성 원자를 기반으로 하는 양자 프로세서와 선형 광학 양자 컴퓨터의 두 가지 시스템이 있습니다. 현재 사용자는 양자 프로세서의 고전적인 시뮬레이터를 사용할 수 있으며 가까운 장래에 실제 광학 칩에 액세스할 수 있게 될 것입니다. 플랫폼을 사용하면 거의 모든 양자 및 하이브리드 양자 고전 알고리즘을 구현하고 테스트할 수 있습니다.
캐나다연구소, 46개국 국가 양자전략 보고서 발표
57페이지 분량의 보고서에는 기존 분석이 포함되어 있습니다.양자 이니셔티브의 세계에서. 국가 프로그램 개발 수준에 따라 국가는 조정된 양자 전략을 갖춘 17개국(러시아, 미국, 중국, 독일, 프랑스 포함), 양자 전략을 개발 중인 3개국(캐나다), 12개국 등 4개 범주로 나뉩니다. 공식적으로 채택된 전략은 없지만 양자 분야(호주, 덴마크, 핀란드)에서 정부 이니셔티브의 상당 부분을 차지하고 국제 프로그램에 참여하는 14개국(발트해 국가, 터키, 폴란드)이 있습니다.
다양한 정부 지원 조치 중:연구 센터 및 R&D 허브 설립, 정부 보조금 경쟁, 양자 프로젝트에 대한 직접 투자 및 벤처 자금 조달. 보고서 작성자에 따르면 양자 과학 및 기술 분야의 전문 보조금 대회 조직을 제외하고 이러한 조치의 대부분은 러시아에서 시행되었습니다.
양자 컴퓨팅 최고의 대학으로 선정
Quantum Daily 포털의 전문가들은 양자 컴퓨팅 시스템 개발에 성공한 세계 최고의 연구 대학 12곳을 선정했습니다.
그 중 미국의 5개 대학과연구소(Harvard, MIT, University of Maryland, Berkeley, Chicago) 및 중국(University of Science and Technology), 캐나다(Waterloo), 싱가포르(Nanyang Technological University), 호주(Sydney), 독일(Ludwig 및 Maximilian)에서 각각 1개의 대학 뮌헨)) 및 오스트리아(인스부르크).
캐나다 정부, 7년 동안 양자 연구에 2억 8,800만 달러 투자
캐나다는 세계 최고의 국가 중 하나입니다.양자 연구 및 개발 분야, 1인당 이 분야 지출 측면에서 G7 국가 중 1위. 그러나 다른 국가와 달리 캐나다에는 공식적으로 승인된 양자 프로그램이 없습니다.
경기회복 대책의 일환으로코로나19 팬데믹의 영향으로 정부는 일자리 회복, 성장 및 회복력 계획이라는 2021년 예산 제안을 공식화했습니다. 특히 국가 양자 전략 개발 및 자금 조달을 위해 2억 8800만 달러를 배정할 예정이다. 이 프로그램은 기초 및 응용 연구의 조정된 개발과 이 획기적인 방향에서 국가의 리더십을 강화하는 것을 포함합니다.
미국 정부, 양자 연구를 위한 새로운 자금 지원 프로그램 발표
에너지부는 지역 규모의 첫 번째 테스트 베드 구축을 포함하는 양자 인터넷 개발에 대한 기본 작업에 2,500만 달러를 할당하고 있습니다.
또한 미국에서 두 가지 새로운 프로그램을 지원합니다.육군 연구실: 첫 번째는 현대 장치에 비해 안정성을 향상시키기 위해 큐비트의 설계, 제조 및 제어를 위한 근본적으로 새로운 방법의 개발을 포함합니다. 두 번째 프로그램은 양자 정보 처리 및 양자 감지 분야의 미국 시민 중 재능 있는 대학원생 및 연구원을 대상으로 지원하는 것입니다.
호주 국방부, 국방 병참 문제를 위해 NEC 및 D-Wave 선택
경쟁의 결과, 협력NEC Corporation(NEC Australia) 및 D-Wave Systems Inc.의 호주 대표 사무소 (캐나다)가 물류 분야의 '라스트 마일' 문제를 해결하기 위한 하이브리드 양자 컴퓨팅 활용 프로젝트의 시행자로 선정되었습니다. 개발된 기술은 자율주행 차량의 사용을 최적화하여 중앙 공급 기지에서 다양한 유닛을 재공급하도록 설계되었습니다.
NEC와 D-Wave는 양자 애플리케이션을 공동 개발하기 위해 2019년 11월 파트너십 계약을 체결했습니다. 일본 이외의 지역에서 고객과 기업이 상호작용하는 것은 이번이 처음입니다.
양자 기술 분야의 작업을 조정하기 위해 핀란드에 새로운 연구소가 설립되었습니다.
알토 대학교, 헬싱키 대학교 및 센터Technical Research Finland VTT는 설립된 Finnish Quantum Institute InstituteQ의 후원 하에 양자 과학 및 기술 분야의 협력 계약을 체결했습니다. 양 당사자는 힘을 합쳐 점점 더 경쟁이 치열해지는 글로벌 기술 분야에서 핀란드를 최전선에서 유지하기 위해 노력하고 있습니다.
현재 핀란드와 함께 VTT스타트업 IQM은 핀란드 최초의 양자 컴퓨터 제작을 위해 노력하고 있습니다. 이 프로젝트는 양자 기술 분야의 추가 연구, 혁신 및 상업 활동을 위한 초기 플랫폼 역할을 할 것입니다.
양자 산업
PsiQuantum과 GlobalFoundries가 광 프로세서 부품 대량 생산 시작
캘리포니아 스타트업 PsiQuantum은모든 양자 회사 중 유치 투자의 선두 주자 ($ 508.5 백만). 백만 큐비트로 구성된 세계 최초의 광자 양자 프로세서 Q1을 개발하는 것이 목표입니다.
취급하는 글로벌파운드리와 함께반도체 제품의 계약 제조를 통해 PsiQuantum은 표준 장비에서 광 회로, 단일 광자 소스 및 검출기를 포함한 광자 프로세서의 주요 구성 요소를 제조하고 통합하는 능력을 입증했습니다. 포토닉 프로세서의 양산에 필요한 특수 장비는 이미 뉴욕(실리콘 포토닉스)과 드레스덴(전자부품)에 있는 두 글로벌파운드리 공장에 설치돼 있으며 곧 양산될 예정이다.
NTT와 Tokyo Institute of Technology는 Ising 기계의 의료 응용을 연구합니다.
일관된 Ising 기계는 양자를 사용합니다.상호 작용하는 스핀 시스템의 효과이지만 완전한 양자 컴퓨터는 아닙니다. 주요 목적은 조합 최적화 문제를 해결하는 것입니다. NTT Research와 Tokyo Institute of Technology는 Ising Machine을 사용하여 신약을 만들고 있습니다. 계산 작업은 약물 분자와 표적 단백질의 엄청난 수의 조합 사이에서 최적의 일치를 찾는 것입니다.
응용 프로그램의 두 번째 영역은 소위 압축탐색 - 방대한 데이터 세트를 고속으로 처리하여 유용한 정보가 포함되지 않은 조각을 빠르게 삭제할 수 있습니다. 이 접근 방식은 자기 공명 영상 및 컴퓨터 단층 촬영 영상을 분석하는 데 사용할 수 있습니다.
Quantum Brilliance와 Quantum South는 물류 최적화를 위한 솔루션을 개발할 예정입니다.
호주 스타트업 Quantum Brilliance상온에서 작동할 수 있는 다이아몬드의 질소 결손을 기반으로 하는 양자 플랫폼을 개발합니다. Quantum South(우루과이)와의 협력은 2018년에 시작되었으며 처음에는 프로세서의 소프트웨어 에뮬레이터를 사용하여 물류 솔루션 개발을 목표로 했습니다. 이 회사들은 Airbus Quantum Computing Challenge의 최종 후보가 되었습니다.
기업들은 이제 2큐비트를 설치하고 있습니다.호주 퍼스의 Pawsey 슈퍼컴퓨팅 센터에 양자 컴퓨터를 설치하여 기존 슈퍼컴퓨터와 통합하고 하이브리드 환경에서 물류 문제를 해결합니다. 프로세서 크기가 증가하고 소프트웨어가 발전함에 따라 컴퓨팅 시스템은 컴퓨팅 성능 측면에서 기존 장치를 크게 능가할 것으로 예상됩니다.
Q-CTRL은 호주의 교통 최적화를 탐구합니다.
호주 교통부뉴 사우스 웨일즈(New South Wales)는 복잡한 전송 네트워크를 관리하기 위해 양자 컴퓨터를 사용하기 위해 Q-CTRL과 협력한다고 발표했습니다. Q-CTRL은 또한 호주 최대 도시인 시드니의 시급한 문제 중 하나인 대규모 공개 행사 중 대중교통 일정을 업데이트하는 문제도 다룰 예정입니다. 실시간으로 일정을 조정할 수 있는 능력은 도시 교통망의 효율성을 크게 향상시키고 혼잡 문제를 줄일 수 있습니다.
유럽에 최초의 IBM Q System One 설치
미국 이외의 지역에서 IBM이 만든 최초의 양자 컴퓨터Fraunhofer-Gesellschaft와의 공동 프로젝트의 일환으로 설치되었습니다. 이 기계는 Baden-Württemberg 양자 컴퓨팅 역량 센터 활동의 일환으로 Fraunhofer Society 및 파트너가 독점적으로 사용할 수 있도록 슈투트가르트 근처 Ehningen에 있는 IBM 사이트에 설치되었습니다.
IBM Q System One은 다음에서 사용됩니다.데이터 보호 및 지적 재산권 보안 측면에서 사용자에게 중요한 이점인 독일 법률에 따라. 미국 이외의 지역에 두 번째 IBM 양자 컴퓨터를 올해 도쿄 대학에 설치할 계획입니다.
전체 무선 주파수 범위를 모니터링할 수 있는 양자 센서가 개발되었습니다.
리드버그 원자에 기반한 양자 센서아주 최근에야 그들은 전자기 복사의 탐지기로 사용되기 시작했습니다. 처음으로 그들은 모든 전파 대역에 대해 단일 광대역 탐지기를 사용하여 무선 주파수 공간을 모니터링하는 것을 목표로 미군에 의해 개발되기 시작했습니다.
신작에서는 미 육군 군사연구원들이연구소에서는 1kHz ~ 1THz 범위에서 소형(1cm) 센서의 높은 감도를 시연했으며 이를 전기 광학 결정 및 쌍극자 안테나를 기반으로 하는 대체 광대역 수신기와도 비교했습니다.
양자 라이더는 석유 및 천연가스 생산 중 메탄 누출을 감지하는 데 도움이 됩니다.
QLM Technology(영국) 개발석유 및 천연가스 생산 및 사용으로 인한 메탄 누출을 시각화하고 정량화할 수 있는 양자 단일 광자 검출기를 갖춘 초민감 대기 라이더입니다.
이 프로젝트는 BP, National에서 지원합니다.Grid, AMETEK Land 및 영국 정부, 그리고 라이더는 영국의 국가 양자 기술 프로그램에 따른 최초의 상용 제품 중 하나였습니다. 라이더의 첫 번째 버전은 올해 상업 테스트에 사용할 수 있으며 무인 항공기에 설치된 카메라 테스트는 2022년에 시작됩니다.
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