Forskning og utvikling
Australske forskere har utviklet ultrarask hullspinn
En av utfordringene ved å utvikle spin qubitser tapet av deres sammenheng med en økning i hastigheten på arbeidet. En ny studie av australske forskere (FLEET, CQC2T) i samarbeid med kolleger fra University of British Columbia (Canada) indikerer at en avveining mellom hastighet og sammenheng kan oppnås ved å bruke hull som en qubit, oppføre seg som positivt ladede elektroner. Hull qubits, i motsetning til elektroniske, er mye mindre utsatt for uønskede svingende elektriske felt som finnes i noe materiale. Videre er den "gylne middelveien", der hullqubit er minst følsom for slik støy, også det punktet hvor den kan arbeides med den raskeste. Denne tilnærmingen åpner muligheten for potensielt skalering av qubits til en minikvantemaskin basert på en "rekke" biter.
Forskere fra Stuttgart satte spørsmålstegn ved eksistensen av kvantespinnvæsker
Spinnvæske er en svært sjelden magnetisken tilstand av materie der spinnene ikke, i motsetning til de fleste materialer, blir bestilt selv ved ekstremt lave temperaturer, men danner kollektive sammenfiltrede stater. Av denne grunn anses spinnevæsker som et lovende medium for å lage en topologisk (feilsikker) kvantemaskin.
Til nå har eksistensen av spinnvæsker værtbekreftet bare av indirekte målinger og visse teoretiske forutsetninger. Forskere fra universitetet i Stuttgart brukte teknikken for bredbåndsspinnresonansspektroskopi for første gang for å studere bestillingsprosessen i en spinnevæske og fant at når temperaturen synker, oppstår en uventet prosess for dannelse av romlig adskilte spinnpar, som sannsynligvis motbeviser synspunktene om de grunnleggende egenskapene til denne eksotiske formen for materie.
Feline qubits gjorde kvantecomputeren mer feiltolerant
En gruppe Amazon-forskere ledet av FernandoBrandao har utviklet et nytt design for en kvantedatamaskin som er feiltolerant. De brukte såkalte cat qubits, eller qubits i en superposisjon av koherente tilstander med motsatte faser. Tanken er at når en slik qubit er stabilisert, blir bit-flip-feil ekstremt sjeldne og fase-flip-feil blir mer vanlig. Og for å beskytte mot fasereverseringsfeil kan du bruke aktiv feilretting.
Forskere utførte fulle simuleringerstøy, inkludert en grundig studie av sjeldne bit-flip-prosesser. Ved å bruke arkitekturen som er foreslått i arbeidet og aktiv feilkorrigering, kan du oppnå en logisk feil på 2,7 × 10-8 ved å bruke bare ni qubits av datakoden - en forbedring på mer enn fem størrelsesordener sammenlignet med helt ubeskyttede qubits.
Ny feilkorrigeringskode lar deg jobbe i miljøer med mye støy
Blant de mange feilkorrigeringskodene er detsåkalte overflatekoder. For å representere dem brukes et todimensjonalt gitter, på kantene som qubits er plassert. Noen av dem er involvert i beregninger, og den andre delen hjelper til med å identifisere og rette feil. Overflatekoder brukes for eksempel av Google i sine superledende enheter.
Forskere fra University of Sydney underBenjamin Browns ledelse klarte å utvikle kode som var dobbelt så effektiv som de eksisterende. Forfatterne testet det på små systemer og viste at den nye koden krever færre ekstra fysiske qubits for å rette opp feil og i noen tilfeller overstiger det teoretiske estimatet. På grunn av deres robusthet mot støy, er de nye kodene lovende for applikasjoner i store systemer, der de vil kreve betydelig færre ekstra qubits.
Nasjonale kvanteprogrammer
Lansering av innenlandske skyplattformer for tilgang til kvantemaskiner
Russian Quantum Center har åpnet skytilgangtil kvantedataemulatoren SimCIM, som bruker klassiske algoritmer som simulerer oppførselen til kvantesystemer. Skyplattformen vil være nyttig for å løse diskrete optimaliseringsproblemer, samt for å analysere den økonomiske effekten av å introdusere kvantedatabehandlingsarkitekturer.
I fremtiden vil plattformen gi tilgang tilde siste kvantedatamaskinene laget som en del av implementeringen av Roadmap for Quantum Computing, samt kvantedatamaskiner fra internasjonale tredjepartsselskaper. For enkelhets skyld for kundebedrifter fra ulike bransjer er det laget et sett med ferdige applikasjoner for finansiell optimalisering, kvantekjemi, bioinformatikk, logistikk, etc., samt et sett med verktøy for komparativ analyse av algoritmer.
Det fysiske grunnlaget for den andre plattformen,utviklet ved Center for Quantum Technologies ved Moscow State University, er det to systemer: en kvanteprosessor basert på nøytrale atomer i optiske feller og en lineær-optisk kvantemaskin. For øyeblikket er klassiske simulatorer av kvanteprosessorer tilgjengelige for brukere, i nær fremtid vil det være mulig å få tilgang til en ekte optisk brikke. Plattformen lar deg implementere og teste nesten alle kvante- og hybridkvant-klassiske algoritmer.
Det kanadiske instituttet ga ut en rapport om de nasjonale kvantestrategiene til 46 land
Den 57 sider lange rapporten inneholder en analyse av eksisterendei en verden av kvanteinitiativer. I henhold til utviklingsnivået til nasjonale programmer er land delt inn i fire kategorier: 17 land med en koordinert kvantestrategi (inkludert Russland, USA, Kina, Tyskland, Frankrike), tre land med en kvantestrategi i utvikling (Canada), 12 land uten en formelt vedtatt strategi, men med en betydelig andel statlige initiativ på kvantefeltet (Australia, Danmark, Finland) og 14 land som deltar i internasjonale programmer (baltiske land, Tyrkia, Polen).
Blant de ulike statlige støttetiltakene:opprettelse av forskningssentre og FoU-knutepunkter, konkurranser om statlige tilskudd, direkte investeringer i kvanteprosjekter og venturefinansiering. I følge forfatterne av rapporten har de fleste av disse tiltakene blitt implementert i Russland, med unntak av organiseringen av spesialiserte tilskuddskonkurranser innen kvantevitenskap og -teknologi.
Beste universiteter i kvantedatamaskiner navngitt
Eksperter fra The Quantum Daily-portalen kåret de 12 beste forskningsuniversitetene i verden som har oppnådd suksess i utviklingen av kvantedatabehandlingssystemer.
Blant dem, fem amerikanske universiteter oginstitutter (Harvard, MIT, Universities of Maryland, Berkeley og Chicago) og ett hver fra Kina (University of Science and Technology), Canada (Waterloo), Singapore (Nanyang Technological University), Australia (Sydney), Tyskland (Ludwig og Maximilian i München)) og Østerrike (Innsbruck).
Den kanadiske regjeringen investerer 288 millioner dollar i kvanteforskning på syv år
Canada er en av verdens ledere iinnen kvanteforskning og utvikling, rangert først blant G7 -landene når det gjelder utgifter i dette området per innbygger. I motsetning til andre land har imidlertid Canada ikke et formelt akseptert kvanteprogram.
Som en del av tiltak for å gjenopprette økonomien etterav COVID-19-pandemien, har regjeringen formulert et budsjettforslag for 2021 med tittelen "Plan for jobbgjenoppretting, vekst og motstandskraft". Spesielt er det planlagt å bevilge 288 millioner dollar til utvikling og finansiering av den nasjonale kvantestrategien. Programmet forutsetter en koordinert utvikling av grunnleggende og anvendt forskning og styrking av landets ledelse i denne gjennombruddsretningen.
Den amerikanske regjeringen kunngjør nye finansieringsprogrammer for kvanteforskning
Department of Energy bevilger 25 millioner dollar til grunnleggende arbeid med utviklingen av kvanteinternett, som innebærer opprettelsen av det første testbedet i regional skala.
To nye programmer støttes også av U.S.Army Research Office: Den første innebærer utvikling av fundamentalt nye metoder for design, produksjon og kontroll av qubits for å forbedre stabiliteten sammenlignet med moderne enheter. Det andre programmet er rettet mot målrettet støtte av talentfulle kandidatstudenter og forskere blant amerikanske borgere innen kvanteinformasjonsbehandling og kvantesensering.
Australsk forsvarsdepartement velger NEC og D-Wave for forsvarslogistikkutfordringer
Som et resultat av konkurransen, samarbeidAustralias representasjonskontor for NEC Corporation - NEC Australia - og D-Wave Systems Inc. (Canada) ble valgt som utfører av prosjektet om bruk av hybrid kvantedatabehandling for å løse "last mile"-problemet innen logistikk. Den utviklede teknologien er designet for å optimalisere bruken av autonome kjøretøy for å forsyne ulike enheter fra en sentral forsyningsbase.
NEC og D-Wave inngikk en partnerskapsavtale i november 2019 for å utvikle kvanteapplikasjoner i fellesskap. Dette er den første slike interaksjonen for selskaper med kunder utenfor Japan.
Et nytt institutt er opprettet i Finland for å koordinere arbeidet innen kvanteteknologi
Aalto University, University of Helsinki and CenterTechnical Research Finland VTT signerte en samarbeidsavtale innen kvantevitenskap og teknologi i regi av det etablerte finske Quantum Institute InstituteQ. Ved å slå seg sammen streber partene etter å holde Finland i spissen for et stadig mer konkurransedyktig globalt teknologifelt.
For tiden VTT sammen med finskeneoppstart IQM jobber med etableringen av den første kvantemaskinen i Finland. Dette prosjektet vil tjene som en første plattform for videre forskning, innovasjon og kommersielle aktiviteter innen kvanteteknologi.
Kvanteindustri
PsiQuantum og GlobalFoundries begynner masseproduksjon av fotoniske prosessorkomponenter
California oppstart PsiQuantum erlederen innen tiltrukket investeringer blant alle kvanteselskaper ($ 508,5 millioner). Målet er å utvikle verdens første fotoniske kvanteprosessor Q1, bestående av en million qubits.
Sammen med GlobalFoundries, som omhandlerVed kontraktproduksjon av halvlederprodukter demonstrerte PsiQuantum evnen til å produsere og integrere hovedkomponentene i en fotonisk prosessor på standardutstyr, inkludert optiske kretser, enkeltfotonkilder og detektorer. Spesialutstyret som kreves for masseproduksjon av fotoniske prosessorer er allerede installert på to GlobalFoundries-fabrikker i New York (silisiumfotonikk) og Dresden (elektroniske komponenter) og vil snart bli masseprodusert.
NTT og Tokyo Institute of Technology Study Ising Machine Applications in Medicine
Den sammenhengende Ising -maskinen bruker kvanteeffekter i et system med interaktive spinn, men er ikke fullt ut en kvantecomputer. Hovedformålet er å løse kombinatoriske optimaliseringsproblemer. NTT Research og Tokyo Institute of Technology bruker Ising Machine til å lage nye medisiner. Beregningsoppgaven er å finne den optimale matchen mellom et kolossalt antall kombinasjoner av legemiddelmolekyler og målproteiner.
Det andre anvendelsesområdet er det såkalte komprimertesondering - lar deg behandle enorme datasett med høy hastighet, og raskt kaste fragmenter som ikke inneholder nyttig informasjon. Denne tilnærmingen kan brukes til å analysere magnetisk resonansavbildning og datatomografibilder.
Quantum Brilliance og Quantum South skal utvikle løsninger for å optimalisere logistikken
Australsk oppstart Quantum Brillianceutvikler en kvanteplattform basert på ledige nitrogenplasser i diamant, som er i stand til å operere ved romtemperatur. Samarbeidet med Quantum South (Uruguay) begynte i 2018 og var opprinnelig rettet mot å utvikle logistikkløsninger ved hjelp av en programvareemulator av prosessoren. Selskapene ble finalister i Airbus Quantum Computing Challenge.
Bedrifter installerer nå to-qubitkvantedatamaskin ved Pawsey superdatamaskinsenter i Perth, Australia, for å integrere med en klassisk superdatamaskin og løse logistikkproblemer i et hybridmiljø. Det forventes at etter hvert som prosessorstørrelsen øker og programvaren utvikler seg, vil datasystemet betraktelig overgå klassiske enheter når det gjelder datakraft.
Q-CTRL utforsker trafikkoptimalisering i Australia
Det australske transportdepartementetNew South Wales har annonsert et samarbeid med Q-CTRL for å bruke en kvantedatamaskin for å administrere et komplekst transportnettverk. Q-CTRL vil også takle en av de presserende problemene for den største australske byen Sydney - å oppdatere rutetider for offentlig transport under offentlige store arrangementer. Muligheten til å justere tidsplaner i sanntid kan forbedre effektiviteten til en bys transportnettverk betydelig og redusere overbelastningsproblemer.
Første IBM Q System One installert i Europa
IBMs første kvantedatamaskin utenfor USAble installert som en del av et felles prosjekt med Fraunhofer-Gesellschaft. Maskinen er installert ved IBMs anlegg i Eningen, nær Stuttgart, for eksklusiv bruk av Fraunhofer Society og dets partnere som en del av aktivitetene til Competence Center for Quantum Computing Baden-Württemberg.
IBM Q System One vil bli brukt ii henhold til tysk lov, noe som er en viktig fordel for brukerne når det gjelder databeskyttelse og intellektuell eiendomssikkerhet. Installasjon av den andre IBM -kvantemaskinen utenfor USA er planlagt i år ved University of Tokyo.
Det er opprettet en kvantesensor som kan overvåke hele radiofrekvensområdet
Kvantesensorer basert på Rydberg -atomerførst nylig har de begynt å bli brukt som detektorer for elektromagnetisk stråling. For første gang begynte de å bli utviklet av det amerikanske militæret med sikte på å overvåke radiofrekvensrom ved hjelp av en enkelt bredbåndsdetektor for alle radiobølgebånd.
I et nytt arbeid, US Army militære forskereResearch Lab demonstrerte den høye følsomheten til den kompakte (1 cm) sensoren i området fra 1 kHz til 1 THz, og sammenlignet den også med alternative bredbåndsmottakere basert på elektro-optiske krystaller og dipolantenner.
Quantum lidar vil bidra til å oppdage metanlekkasjer under olje- og naturgassproduksjon
QLM Technology (UK) utvikleten ultrasensitiv atmosfærisk lidar med en kvante-enkelfotondetektor som er i stand til å visualisere og kvantifisere metanlekkasjer fra produksjon og bruk av olje og naturgass.
Prosjektet er støttet av BP, NationalGrid, AMETEK Land og den britiske regjeringen og lidar var et av de første kommersielle produktene under Storbritannias nasjonale kvanteteknologiprogram. Den første versjonen av lidaren er tilgjengelig for kommersiell testing i år, og tester av kameraer installert på ubemannede luftfartøyer starter i 2022.
Les mer:
Nebulae, kometer og stjerneskoler: viser årets beste astrofotografering
Data fra spioneringssatellitter bidro til å finne ut årsaken til smelting av isbreer i Asia
Coronavirus i en hule: alt om kinesiske gruvearbeidere som led av merkelig lungebetennelse i 2012