Nepaisant pandemijos, pokyčiai kvantinės kompiuterijos srityje nesustojo: pasauliniai IT milžinai
Moksliniai tyrimai ir plėtra
Greičiausias atsitiktinių skaičių generatorius
Atsitiktiniai skaičiai yra svarbiausikriptografija ir skaitmeninis modeliavimas. Rusijos kvantinio centro mokslininkų komanda kartu su kolegomis iš Oksfordo universiteto, Goldsmiths koledžo ir Berlyno laisvojo universiteto paskelbė apie itin greito optinio įrenginio, galinčio generuoti garantuotą atsitiktinę seką 8,05 GB per sekundę greičiu, kūrimą, todėl tai greičiausias iki šiol atsitiktinių skaičių generatorius. Anksčiau sukurtų tokių įrenginių prototipų greitis buvo kelis kartus mažesnis.
Sukurta technologija gali būti pagrindasplataus pritaikymo komercinių prietaisų gamyba. Taigi „Samsung“ neseniai pristatė mobilųjį telefoną su kvantinių atsitiktinių skaičių generatoriumi, o tai rodo šios technologijos paklausą masinėje rinkoje.
Drone pagrįstas kvantinis tinklas
Susipainioję fotonai anksčiau buvo sėkmingai perkelti įatstumas tarp palydovinių ir antžeminių stočių yra daugiau nei tūkstantis kilometrų, tačiau dabar Nandzingo universiteto mokslininkų komanda parodė, kad saugų ryšį galima užmegzti naudojant gana nebrangią įrangą.
Šiame eksperimente buvo kvantinis tinklasįgyvendinami naudojant du laisvai skraidančius bepiločius orus 400 metrų atstumu vienas nuo kito ir 200 metrų atstumu nuo jų antžeminių priėmimo stočių. Iš viso, atsižvelgiant į dronų skrydžių aukštį, kvantinio ryšio kanalo per orą bendras ilgis buvo apie kilometrą. Antžeminės fotonų priėmimo stotys buvo apginkluotos teleskopais su 26 mm diafragma ir vieno fotono imtuvais.
Toks sprendimas leis bet kur greitaiįdiegti saugius operatyvius komunikacijos kanalus. Toliau komanda planuoja padidinti tinklo dydį, naudodama kelis dronus, kurie gali perduoti užšifruotus pranešimus ar duomenis į kvantinį kompiuterį dideliais atstumais.
Kvantinė teleportacija
Tyrimų grupė, kurią sudaroAmerikos ir Kanados universitetų bei kompanijų, vadovaujamų Panayotis Spenzouris (Fermi National Accelerator Laboratory), atstovai demonstravo stabilų kvito būsenos perkėlimą 44 kilometrų atstumu.
Kvantinė teleportacija reikalinga daugeliuikvantinės informacijos taikomosios programos, įskaitant vadinamąjį kvantinį internetą. „Fermilab“ eksperimente buvo naudojami įprasti vieno fotono jutikliai ir šviesolaidiniai telekomunikacijų tinklai.
Kvantinės būsenos perdavimo tikslumaseksperimentas buvo 90%, o tai laikoma itin didele verte. Būsimuose eksperimentuose, atnaujindami sistemą, mokslininkai ketina nustatyti naują teleportacijos atstumo ir susietų kubitų rekordą, kuris planuojamas antrąjį 2021 m. Ketvirtį. Ateityje tai padės atlikti paskirstytą kvantinį skaičiavimą, pavyzdžiui, grupinius skaičiavimus, tačiau be kliūčių tinklo pralaidumo apribojimų pavidalu.
Tinklelio operacija
Esamus kvantinių klaidų taisymo metodus apsunkina tai, kad jų įgyvendinimui reikalingi šimtai ar net tūkstančiai tarpusavyje sujungtų fizinių kubitų.
Vadovaujama Insbruko universiteto komandaProfesorius Raineris Blattas pirmą kartą pranešė apie dviejų atskirų loginių kubitų, apsaugotų nuo kvantinės informacijos praradimo, sukūrimą, jų susiejimą ir loginės informacijos perdavimą tarp jų. Tai buvo pasiekta kvantiniame procesoriuje, paremtame jonų gaudykle, susidedančiame tik iš dešimties fizinių kubitų ir naudojant vadinamąją gardelės operaciją. Ši technika leidžia sujungti arba atskirti loginius kubitus, atliekant tam tikras logines operacijas su dalimi fizinių kubitų, kuriais jie grindžiami.
Taikomas metodas reikalauja žymiai mažiaudaugiau operacijų kuriant „qubit“ grandinę nei tradiciniai metodai, ir tokių operacijų - esminių kvantinio skaičiavimo elementų - demonstravimas yra svarbus žingsnis siekiant praktiškai įgyvendinti gedimams atsparų kvantinį skaičiavimą.
Kvantinė pramonė
Molekuliniai palyginimai
Farmacijos pramonė yra labai suinteresuota naujų vaistų kūrimo technologijų atsiradimu, įskaitant kvantinio molekulinio modeliavimo ir atrankos naudojimą.
Vokietijos farmacijos milžinė BoehringerIngelheimas, žinomas dėl kompiuterinio vaistų projektavimo ir in silico modeliavimo, sujungė jėgas su „Google“ kvantinio skaičiavimo srityje.
Ir Šveicarijos farmacijos kompanija „Roche“pradeda bendradarbiavimą su Didžiosios Britanijos Kembridžo „Quantum Computing“, kurio kvantiniai skaičiavimo metodai bus naudojami ieškant naujų ligų gydymo metodų.
Anksčiau buvo pranešta, kad amerikietisbiotechnologijų bendrovė „Biogen“ bendradarbiauja su startuoliu „1Qbit“ bandomajame projekte, kurio tikslas - paspartinti vaistų atradimą naudojant molekulinius palyginimus naudojant kvantinius kompiuterius. Naudodama kvantinę daugelio molekulių patikrą, ji planuoja rasti naujų veiksmingų vaistų nuo neurodegeneracinių ligų, tokių kaip išsėtinė sklerozė, Alzheimerio ir Parkinsono ligos.
Daugiafaziai srautai
Aker BP (didelė nepriklausoma naftos žvalgymo ir gavybos įmonė Europoje – Hi-Tech) ir CQC sukūrė kvantinio mašininio mokymosi algoritmą, skirtą klasifikuoti daugiafazius srautus.
Daugiafaziai srautai transportuojant vamzdynaisreikalauja gana kruopštaus stebėjimo, sekimo, analizės ir valdymo. Algoritmas leidžia atlikti daugianario laiko srauto analizę ir yra įdiegtas IBM kvantiniame procesoriuje.
Klasifikatorius išbandytas pagal „Aker“ duomenisBP, reikia tik kelių kubitų, kad atitiktų klasikinio palaikymo vektoriaus mašinos (SVM) našumą su netiesiniais branduoliais. Tai viena iš pirmųjų NISQ eros kvantinių mašinų mokymosi sprendimų taikymo energetikos sektoriuje.
BMW dalys
Vokietijos automobilių gamintojas pradėjo eksperimentą, siekdamas optimizuoti gamybos komponentų įsigijimo ir tiekimo sistemą, naudodamas kvantinį kompiuterį.
Paprastai per gamybos cikląautomobilių gamintojai svarsto šimtus įvairių tiekėjų tiekimo variantų, kurių pristatymo laikas ir dalių kainos skiriasi. Optimalios grandinės pasirinkimas yra bauginanti skaičiavimo užduotis. BMW planuoja atlikti pirmuosius skaičiavimus „Honeywell H0“ kompiuteryje, o vėliau pereiti prie galingesnės H1 sistemos. Daroma prielaida, kad skaičiavimo pranašumas prieš klasikines kompiuterines sistemas bus pasiektas per pusantrų ar dvejus metus.
2020 m. spalį kita didelė automobilių gamintoja „Toyota“ paskelbė apie panašaus logistikos tinklo optimizavimo projekto pradžią.
Tirpimo kriostatas
Tirpstančių kriostatų pradininkas,„Oxford Instruments NanoScience“ paskelbė apie partnerystę su „Oxford Quantum Circuits“, kuri pirmoji pasaulyje priims naujos kartos „Proteox Cryofree®“ aušinimo sistemos pristatymą.
Norint nustatyti, būtina žema temperatūrasubtilūs kvantiniai efektai, kuriuos slepia šiluminių virpesių triukšmas, tačiau efektyvus aušinimas išlieka rimta problema daugelyje kvantinių sistemų diegimų.
Naujas tirpimo kriostatas iš Oxford Instrumentsužtikrina aukštą temperatūros valdymo stabilumą mK diapazone ir palaiko daugybę elektros jungčių, o tai palengvina kvantinių procesorių integravimą.
Kvantiniai kompiuteriai su jonų gaudyklėmis
Startuolis IonQ paskelbė apie trejų metų aljansą suKvantinės informacijos tyrimų paramos centras (Q Center) yra nepriklausoma organizacija, įkurta Sungkyunkwan universitete Pietų Korėjoje, siekiant suformuoti nacionalinę tyrimų ekosistemą kvantinės informacijos mokslo srityje.
Bendradarbiaujant bus sukurtas kvantumaskompiuteriai su „IonQ“ jonų gaudyklėmis, prieinami Pietų Korėjos mokslininkams ir studentams. „IonQ“ mano, kad aukštųjų technologijų Pietų Korėjos rinka yra svarbi plėtojant savo technologijas.
Nacionalinė Pietų Korėjos kvantinė programa prasidėjo 2019 m. Ir numato per penkerius metus sukurti penkių kubitų kvantinį procesorių.
Nacionalinės kvantinės programos
1,8 milijardo eurų kvantinei pramonei
Prancūzija oficialiai paskelbė apie tokį sprendimąį kvantines technologijas investuos 1,8 mlrd. Pagal Prancūzijos prezidento Emmanuelio Macrono pateiktą planą investicijos planuojamos penkeriems metams. Prancūzijos vyriausybė padidins finansavimą kvantinei pramonei nuo dabartinių 60 milijonų eurų iki 200 milijonų eurų per metus. Dar 200 mln. eurų ateis iš Europos Sąjungos, o 550 mln. eurų tikimasi iš privataus sektoriaus.
Iš šių lėšų:
- kvantiniam kompiuteriui sukurti bus skirta apie 780 milijonų eurų;
- 250 mln. Eurų - kvantiniams jutikliams;
- 150 milijonų eurų-po kvantinės kriptografijos;
- 320 milijonų eurų kvantiniams ryšiams;
- 300 mln. eurų susijusioms technologijoms, tokioms kaip kriogenika.
Su tokiomis investicijų apimtimis Prancūzija kartu su JAV, Kinija, Indija ir Vokietija taps viena iš pirmaujančių šalių, investuojančių į kvantines technologijas.
Bavarijos kvantinė iniciatyva
„Munich Quantum“ bus kuriamas Vokietijojeslėnis, kurio eksploatavimui Bavarija iš viso skirs 300 mln. Kvantiniame slėnyje veiks technologijų parkas su gerai įrengtomis švariomis patalpomis, nano- ir plonasluoksnių medžiagų gamybos sistemomis, kūrimo ir bandymų laboratorijomis.
Pagrindinės slėnio užduotys bus sukurtikvantiniai kompiuteriai, kvantiniai simuliatoriai naujoms medžiagoms rasti, tyrimai kvantinės metrologijos srityje, skirti labai tiksliems elektros ar magnetinių laukų matavimams, ir kvantinė kriptografija.
Atkreipkite dėmesį, kad Vokietija jau turi didžiausiąES turi nacionalinę kvantinių technologijų plėtros programą. 2020 m. liepos mėn. federalinė vyriausybė paskelbė pratęsimą ateinantiems 10 metų, papildydama bendrąją ES kvantinę programą, skiriant 2 milijardus eurų biudžetą.
Modulinis požiūris
Kuriant kvantinius kompiuterius, jų raktaskomponentus paprastai projektuoja ir gamina viena įmonė, o tai yra gana brangu ir užima daug laiko. Siekdami paspartinti nacionalinio kvantinio kompiuterio kūrimą, keli Nyderlanduose startuoliai sutiko taikyti modulinį metodą: nepriklausomos įmonės sutelks dėmesį į tam tikrų kvantinio kompiuterio elementų kūrimą, kad ateityje juos integruotų į vieną sistemą.
Sukurto naujojo konsorciumo IMPAQT nariaiŠiuo tikslu startuoliai tapo „Orange QS“ – integruotų kvantinių sistemų tiekėja, „Qblox“ – kvantinio valdymo kamino tiekėja, „Delft Circuits“ – kvantinės įrangos, skirtos kriogeninei įvesties-išvesties kūrėja, ir „Qu&Co“ – kvantinių sistemų kūrėja. algoritmai ir programinė įranga.
Pasaulinis kvantas prasidėjo 2021 mbendruomenės yra kuo aktyvesnės: išaugo viešosios investicijos į plėtrą, padaugėjo tiek pramoninių atvejų, tiek tarptautinių tyrimų. Visą santraukos versiją galite rasti Rusijos kvantinio centro svetainėje.
Taip pat žiūrėkite:
Fizikai sukūrė juodosios skylės analogą ir patvirtino Hawkingo teoriją. Kur jis veda?
Abortas ir mokslas: kas nutiks gimdantiems vaikams
Skrydžiams į Marsą statomas branduolinis raketinis variklis. Kuo tai pavojinga?