Pētniecība un attīstība
Austrālijas pētnieki ir izstrādājuši īpaši ātru caurumu griešanos
Viens no izaicinājumiem spin qubits izstrādēir to saskaņotības zudums, palielinoties darba ātrumam. Jauns pētījums, ko veica Austrālijas zinātnieki (FLEET, CQC2T) sadarbībā ar kolēģiem no Britu Kolumbijas Universitātes (Kanāda), norāda, ka kompromisu starp ātrumu un saskaņotību var panākt, izmantojot caurumus kā kvītu, rīkojoties kā pozitīvi lādēti elektroni. Atveres caurumi, atšķirībā no elektroniskajiem, ir daudz mazāk pakļauti nevēlamiem svārstīgiem elektriskiem laukiem, kas pastāv jebkurā materiālā. Turklāt “zelta vidusceļš”, kurā cauruma kvīts ir vismazāk jutīgs pret šādu troksni, ir arī vieta, kur ar to var strādāt visātrāk. Šī pieeja paver iespēju kvantus potenciāli mērogot mini-kvantu datoram, pamatojoties uz bitu "masīvu".
Štutgartes zinātnieki apšaubīja kvantu griešanās šķidrumu esamību
Spin šķidrums ir ļoti reti magnētsmatērijas stāvoklis, kurā, atšķirībā no vairuma materiālu, griezieni netiek pasūtīti pat ultralow temperatūrā, bet veido kolektīvus sapinušos stāvokļus. Šī iemesla dēļ griešanās šķidrumi tiek uzskatīti par daudzsološu vidi topoloģiska (kļūdām droša) kvantu datora izveidošanai.
Līdz šim vērpšanas šķidrumu esamība ir bijusiapstiprina tikai netieši veikti mērījumi un noteikti teorētiski pieņēmumi. Štutgartes universitātes zinātnieki pirmo reizi izmantoja platjoslas griešanās rezonanses spektroskopijas tehniku, lai izpētītu pasūtīšanas procesu griešanās šķidrumā, un atklāja, ka, temperatūrai pazeminoties, notiek negaidīts telpiski atdalītu griešanās pāru veidošanās process, kas, iespējams, atspēko viedoklis par šīs eksotiskās vielas formas pamatīpašībām.
Kaķu qubits padarīja kvantu datoru izturīgāku pret kļūdām
Amazones zinātnieku grupa Fernando vadībāBrandao ir izstrādājis jaunu dizainu kvantu datoram, kas ir izturīgs pret kļūdām. Viņi izmantoja tā sauktos kaķu kubitus jeb kubitus saskaņotu stāvokļu superpozīcijā ar pretējām fāzēm. Ideja ir tāda, ka, tiklīdz šāds kubits ir stabilizēts, bitu pārslēgšanas kļūdas kļūst ārkārtīgi reti sastopamas un fāzes apvērsuma kļūdas kļūst arvien izplatītākas. Un, lai aizsargātu pret fāzes maiņas kļūdām, varat izmantot aktīvo kļūdu labošanu.
Pētnieki veica pilnas simulācijastroksnis, ieskaitot padziļinātu reto bitu pārvēršanas procesu izpēti. Izmantojot rakstā piedāvāto arhitektūru un aktīvo kļūdu labošanu, tiek sasniegta loģiskā kļūda 2,7 × 10-8, izmantojot tikai deviņus datu koda kvitus - uzlabojums vairāk nekā piecu lielumu pakāpēs salīdzinājumā ar pilnīgi neaizsargātiem kubitiem.
Jauns kļūdu labošanas kods ļauj strādāt vidē ar lielu trokšņa līmeni
Starp daudzajiem kļūdu labošanas kodiem irtā sauktie virsmas kodi. Lai tos attēlotu, tiek izmantots divdimensiju režģis, uz kura malām atrodas kubi. Daži no tiem ir iesaistīti aprēķinos, un otra daļa palīdz identificēt un labot kļūdas. Virsmas kodus, piemēram, Google izmanto supravadītājierīcēs.
Pētnieki no Sidnejas universitātesBendžamina Brauna vadībai izdevās izstrādāt kodu, kas būtu divreiz efektīvāks nekā esošais. Autori to pārbaudīja mazās sistēmās un parādīja, ka, lai labotu kļūdas, jaunajam kodam ir nepieciešams mazāk fizisku kubitu un dažos gadījumos tas pārsniedz teorētisko novērtējumu. Sakarā ar to izturību pret troksni, jaunie kodi ir daudzsološi lietojumiem lielās sistēmās, kur tiem būs nepieciešams ievērojami mazāk papildu kubu.
Nacionālās kvantu programmas
Vietējo mākoņu platformu palaišana, lai piekļūtu kvantu datoriem
Krievijas Kvantu centrs ir atvēris mākoņa piekļuviuz kvantu skaitļošanas emulatoru SimCIM, kas izmanto klasiskos algoritmus, kas simulē kvantu sistēmu uzvedību. Mākoņu platforma noderēs gan diskrētu optimizācijas problēmu risināšanai, gan kvantu skaitļošanas arhitektūru ieviešanas ekonomiskā efekta analīzei.
Nākotnē platforma nodrošinās piekļuvijaunākie kvantu datori, kas izveidoti Quantum Computing Roadmap ieviešanas ietvaros, kā arī kvantu datori no trešo pušu starptautiskiem uzņēmumiem. Dažādu nozaru klientu uzņēmumu ērtībām ir izveidots gatavu aplikāciju komplekts finanšu optimizācijai, kvantu ķīmijai, bioinformātikai, loģistikai u.c., kā arī rīku komplekts algoritmu salīdzinošai analīzei.
Otrās platformas fiziskais pamats,kas izstrādāts Maskavas Valsts universitātes Kvantu tehnoloģiju centrā, ir divas sistēmas: kvantu procesors, kas balstīts uz neitrāliem atomiem optiskajos slazdos, un lineāri optiskais kvantu dators. Šobrīd lietotājiem ir pieejami klasiskie kvantu procesoru simulatori, tuvākajā nākotnē būs iespējams piekļūt reālai optiskajai mikroshēmai. Platforma ļauj jums ieviest un pārbaudīt gandrīz visus kvantu un hibrīdu kvantu-klasiskos algoritmus.
Kanādas institūts publicēja ziņojumu par 46 valstu nacionālajām kvantu stratēģijām
57 lappušu pārskatā ir esošā analīzekvantu iniciatīvu pasaulē. Pēc nacionālo programmu attīstības līmeņa valstis tiek iedalītas četrās kategorijās: 17 valstis ar koordinētu kvantu stratēģiju (tostarp Krievija, ASV, Ķīna, Vācija, Francija), trīs valstis ar attīstības kvantu stratēģiju (Kanāda), 12 valstis. bez formāli pieņemtas stratēģijas, bet ar ievērojamu valdības iniciatīvu īpatsvaru kvantu jomā (Austrālija, Dānija, Somija) un 14 valstis, kas piedalās starptautiskajās programmās (Baltijas valstis, Turcija, Polija).
Starp dažādiem valdības atbalsta pasākumiem:pētniecības centru un pētniecības un attīstības centru izveide, valsts dotāciju konkursi, tiešās investīcijas kvantu projektos un riska finansēšana. Kā norāda ziņojuma autori, lielākā daļa šo pasākumu ir īstenoti Krievijā, izņemot specializēto grantu konkursu organizēšanu kvantu zinātnes un tehnoloģiju jomā.
Nosauktas labākās universitātes kvantu skaitļošanā
Portāla The Quantum Daily eksperti nosauca 12 labākās pētniecības universitātes pasaulē, kas guvušas panākumus kvantu skaitļošanas sistēmu attīstībā.
Starp tiem piecas Amerikas universitātes uninstitūti (Hārvarda, MIT, Merilendas, Bērklija un Čikāgas universitātes) un pa vienai universitātei no Ķīnas (Zinātnes un tehnoloģijas universitāte), Kanādas (Vaterlo), Singapūras (Nanjangas tehnoloģiskā universitāte), Austrālijas (Sidneja), Vācijas (Ludvigs un Maksimiliāns) Minhenē) un Austrijā (Insbrukā).
Kanādas valdība septiņu gadu laikā kvantu pētījumos iegulda 288 miljonus ASV dolāru
Kanāda ir viena no pasaules līderēm Austrālijākvantu pētījumu un attīstības jomā, ierindojoties pirmajā vietā starp G7 valstīm, ņemot vērā izdevumus šajā jomā uz vienu iedzīvotāju. Tomēr atšķirībā no citām valstīm Kanādā nav oficiāli pieņemtas kvantu programmas.
Kā daļu no ekonomikas atjaunošanas pasākumiem pēcpēc pandēmijas COVID-19 valdība ir izstrādājusi budžeta priekšlikumu 2021. gadam ar nosaukumu "Plāns nodarbinātības atveseļošanai, izaugsmei un noturībai". Konkrēti, valsts kvantu stratēģijas izstrādei un finansēšanai plānots piešķirt 288 miljonus ASV dolāru. Programma ietver saskaņotu fundamentālo un lietišķo pētījumu attīstību un valsts līderības stiprināšanu šajā izrāviena virzienā.
ASV valdība paziņo par jaunām finansējuma programmām kvantu pētniecībai
Enerģētikas departaments piešķir 25 miljonus ASV dolāru fundamentālam darbam pie kvantu interneta izstrādes, kas ietver pirmās izmēģinājumu platformas izveidi reģionālā mērogā.
ASV atbalsta arī divas jaunas programmas.Armijas Pētniecības birojs: pirmais ietver principiāli jaunu kvotu projektēšanas, izgatavošanas un kontroles metožu izstrādi, lai uzlabotu to stabilitāti salīdzinājumā ar mūsdienu ierīcēm. Otrās programmas mērķis ir mērķtiecīgs talantīgu maģistrantu un pētnieku atbalsts no ASV pilsoņiem kvantu informācijas apstrādes un kvantu uztveršanas jomā.
Austrālijas Aizsardzības departaments izvēlas NEC un D-Wave aizsardzības loģistikas izaicinājumiem
Konkursa rezultātā sadarbībaNEC Corporation Austrālijas pārstāvniecība NEC Australia un D-Wave Systems Inc. (Kanāda) tika izvēlēts par īstenotāju projektam par hibrīdo kvantu skaitļošanas izmantošanu “pēdējās jūdzes” problēmas risināšanā loģistikā. Izstrādātā tehnoloģija izstrādāta, lai optimizētu autonomo transportlīdzekļu izmantošanu dažādu agregātu papildināšanai no centrālās piegādes bāzes.
NEC un D-Wave 2019. gada novembrī noslēdza partnerības līgumu, lai kopīgi izstrādātu kvantu lietojumus. Šī ir pirmā šāda veida mijiedarbība uzņēmumiem ar klientiem ārpus Japānas.
Somijā ir izveidots jauns institūts, kas koordinē darbu kvantu tehnoloģiju jomā
Aalto universitāte, Helsinku universitāte un centrsTehniskā izpēte Somijā VTT nodibinātā Somijas Kvantu institūta institūta Q paspārnē parakstīja sadarbības līgumu kvantu zinātnes un tehnoloģijas jomā. Apvienojot spēkus, puses cenšas saglabāt Somiju aizvien konkurētspējīgākas globālās tehnoloģiju jomas priekšgalā.
Šobrīd VTT kopā ar somustarta uzņēmums IQM strādā pie pirmā kvantu datora izveides Somijā. Šis projekts kalpos kā sākotnējā platforma turpmākai izpētei, inovācijai un komercdarbībai kvantu tehnoloģiju jomā.
Kvantu rūpniecība
PsiQuantum un GlobalFoundries sāk fotonisko procesoru komponentu masveida ražošanu
Kalifornijas jaunuzņēmums PsiQuantum irlīderis piesaistīto ieguldījumu vidū starp visiem kvantu uzņēmumiem (508,5 miljoni ASV dolāru). Tās mērķis ir izstrādāt pasaulē pirmo miljonu kvotu fotonisko kvantu procesoru Q1.
Kopā ar GlobalFoundries, kas nodarbojas arNoslēdzot pusvadītāju izstrādājumus, PsiQuantum parādīja spēju standarta aprīkojumā izgatavot un integrēt fotoniskā procesora galvenās sastāvdaļas, ieskaitot optisko ķēdi, atsevišķus fotonu avotus un detektorus. Fotonu procesoru masveida ražošanai nepieciešamais īpašais aprīkojums jau ir uzstādīts divās GlobalFoundries rūpnīcās Ņujorkā (silīcija fotonika) un Drēzdenē (elektroniskie komponenti), un drīz tās tiks ražotas sērijveidā.
NTT un Tokijas Tehnoloģiju institūta pētījums par mašīnu pielietojumu medicīnā
Koherentā Isinga mašīna izmanto kvantuefekti mijiedarbojošos griezienu sistēmā, bet nav pilnībā kvantu dators. Tās galvenais mērķis ir atrisināt kombinatoriskas optimizācijas problēmas. NTT Research un Tokijas Tehnoloģiju institūts izmanto Ising Machine, lai radītu jaunas zāles. Skaitļošanas uzdevums ir atrast optimālo atbilstību starp kolosālu skaitu zāļu molekulu un mērķa olbaltumvielu kombināciju.
Otra pielietojuma joma ir tā sauktā saspiestāzondēšana - ļaus jums apstrādāt milzīgas datu kopas lielā ātrumā, ātri izmetot fragmentus, kas nesatur noderīgu informāciju. Šo pieeju var izmantot, lai analizētu magnētiskās rezonanses attēlveidošanu un datortomogrāfijas attēlus.
Quantum Brilliance un Quantum South izstrādās risinājumus loģistikas optimizēšanai
Austrālijas jaunuzņēmums Quantum Brillianceizstrādā kvantu platformu, kuras pamatā ir slāpekļa vakances dimantā un kas spēj darboties istabas temperatūrā. Sadarbība ar Quantum South (Urugvaja) sākās 2018. gadā un sākotnēji bija vērsta uz loģistikas risinājumu izstrādi, izmantojot procesora programmatūras emulatoru. Uzņēmumi kļuva par Airbus Quantum Computing Challenge finālistiem.
Uzņēmumi tagad instalē divu kubitukvantu dators Pawsey superskaitļošanas centrā Pērtā, Austrālijā, lai integrētos ar klasisko superdatoru un atrisinātu loģistikas problēmas hibrīda vidē. Paredzams, ka, palielinoties procesora izmēram un attīstoties programmatūrai, skaitļošanas sistēma skaitļošanas jaudas ziņā ievērojami pārspēs klasiskās ierīces.
Q-CTRL pēta satiksmes optimizāciju Austrālijā
Austrālijas Transporta departamentsJaundienvidvelsa ir paziņojusi par sadarbību ar Q-CTRL, lai izmantotu kvantu datoru, lai pārvaldītu sarežģītu transporta tīklu. Q-CTRL risinās arī vienu no lielākajai Austrālijas pilsētai Sidnejai aktuālajām problēmām — sabiedriskā transporta grafiku atjaunināšanu masu sabiedrisko pasākumu laikā. Iespēja pielāgot grafikus reāllaikā var būtiski uzlabot pilsētas transporta tīkla efektivitāti un samazināt sastrēgumu problēmas.
Pirmā IBM Q System One instalēta Eiropā
IBM pirmais kvantu dators ārpus ASVtika uzstādīta kā daļa no kopīga projekta ar Fraunhofer-Gesellschaft. Iekārta ir uzstādīta IBM objektā Eningenā, netālu no Štutgartes, Fraunhofer biedrības un tās partneru ekskluzīvai lietošanai Bādenes-Virtembergas Kvantu skaitļošanas kompetences centra darbības ietvaros.
Gadā tiks izmantota IBM Q System Oneсоответствии с законодательством Германии, что является важным преимуществом для пользователей с точки зрения защиты данных и безопасности интеллектуальной собственности. Установка второго квантового компьютера IBM за пределами США планируется в этом году в Токийском университете.
Ir izveidots kvantu sensors, kas spēj kontrolēt visu radiofrekvenču diapazonu
Kvantu sensori, kuru pamatā ir Ridbergas atomitikai nesen tos sāka izmantot kā elektromagnētiskā starojuma detektorus. Pirmo reizi ASV armija sāka tos attīstīt ar mērķi uzraudzīt radiofrekvenču telpu, izmantojot vienu platjoslas detektoru visām radioviļņu joslām.
Jaunā darbā ASV armijas militārie pētniekiPētniecības laboratorija demonstrēja kompaktā (1 cm) sensora augsto jutību diapazonā no 1 kHz līdz 1 THz, kā arī salīdzināja to ar alternatīviem platjoslas uztvērējiem, kuru pamatā ir elektrooptiskie kristāli un dipola antenas.
Kvantu lidars palīdzēs atklāt metāna noplūdes naftas un dabasgāzes ražošanas laikā
izstrādāta QLM tehnoloģija (Apvienotā Karaliste).īpaši jutīgs atmosfēras lidars ar kvantu viena fotona detektoru, kas spēj vizualizēt un kvantitatīvi noteikt metāna noplūdes no naftas un dabasgāzes ražošanas un lietošanas.
Projektu atbalsta BP, NationalGrid, AMETEK Land un Lielbritānijas valdība, kā arī lidar bija viens no pirmajiem komerciālajiem produktiem Apvienotās Karalistes nacionālās kvantu tehnoloģiju programmas ietvaros. Pirmā lidar versija ir pieejama komerciālai testēšanai šogad, un bezpilota lidaparātos uzstādīto kameru testi sāksies 2022. gadā.
Lasīt vairāk:
Miglāji, komētas un zvaigžņu audzētavas: tiek rādīta gada labākā astrofotogrāfija
Spiegu satelītu dati palīdzēja noskaidrot ledāju kušanas cēloni Āzijā
Koronavīruss alā: viss par ķīniešu kalnračiem, kuri 2012. gadā cieta no dīvainas pneimonijas