Przemysł kwantowy
- Jak dystrybuować szczepionki przeciwko COVID-19 przy użyciu technologii kwantowych
Partnerstwo
Efektem wspólnej pracy byłplatforma obliczeniowa oparta na Digital Annealer, adiabatycznym komputerze kwantowym Fujitsu. Platforma znacząco zoptymalizowała dystrybucję dostępnych środków ochrony osobistej, minimalizując jednocześnie przebieg pojazdu i czas dostawy, a także została zatwierdzona do użytku przez Departament Obrony USA. Stworzyła także „platformę dystrybucji szczepionek”, usprawnione rozwiązanie umożliwiające skuteczną dystrybucję szczepionki przeciwko Covid-19 w odpowiedzi na szybko zmieniające się zapotrzebowanie. Efektywność obu algorytmów rośnie wykładniczo po dodaniu różnorodnych zmiennych i dużych zbiorów danych z różnych źródeł.
Planowane jest udostępnienie „platformy dystrybucji szczepionek” do użytku i gromadzenia nowych danych przez władze lokalne w całym kraju, co powinno znacznie przyspieszyć szczepienie mieszkańców USA.
- Dlaczego kwantowe generatory liczb losowych są tak popularne na całym świecie?
Według firmy, światowy rynek kwantowygeneratory liczb losowych (QRNG) wzrosną do 7,2 miliarda dolarów do 2026 roku. Eksperci uważają, że rynek czeka wiele fuzji i przejęć i ostatecznie będzie kształtowany przez kilku dużych liderów. Wynika to z relatywnie łatwego wejścia firm technologicznych na ten rynek, połączonego z późniejszymi trudnościami w pozycjonowaniu produktu i generowaniu trwałych zysków dla małych deweloperów.
Raport IQT
Według prognoz IQT największym konsumentem QRNG zRynek centrów danych o wartości 3,1 miliarda dolarów będzie dotyczył centrów danych. Znaczący wzrost sprzedaży (do 2,2 miliarda dolarów do 2026 roku) przewidywany jest także w sektorze finansowym, w szczególności w zakresie zagadnień bezpieczeństwa informacji i modelowania finansowego metodą Monte Carlo.
- Jak działa platforma kwantowa oparta na chipach fotonicznych?
Kanadyjski startup Xanadu korzystający ze standardowych iwykonał zintegrowany chip optyczny na bazie azotku krzemu, który realizuje tzw. klaster (splątany) stan światła, niezbędny do obliczeń kwantowych. Aby stworzyć ten stan, mikrowgłębienia optyczne wewnątrz chipa przekształcają zwykłe światło lasera w rodzaj światła kwantowego zwanego światłem ściśniętym, które jest następnie przeplatane za pomocą sieci luster, rozdzielaczy wiązek i światłowodów.
Przy pomocy nowego urządzenia naukowcom udało sięwykazać nie tylko próbkowanie bozonowe Gaussa, ale także rozwiązanie dwóch problemów, które mają bezpośrednie znaczenie praktyczne: obliczenie widm oscylacyjnych cząsteczek i określenie podobieństwa wykresów matematycznych reprezentujących różne cząsteczki.
- Dlaczego kwantowe uczenie maszynowe jest wykorzystywane w analizie biomarkerów nowotworów
Crown Bioscience (spółka zależna JSR LifeSciences, USA) i Cambridge Quantum Computing (CQC, Wielka Brytania) ogłosiły rozpoczęcie wspólnych prac nad wykorzystaniem obliczeń kwantowych w tworzeniu leków do leczenia chorób onkologicznych. Spółki planują opracować strategię zastosowania algorytmów kwantowego uczenia maszynowego w bioinformatyce z wykorzystaniem zgromadzonej na przestrzeni 15 lat bazy danych badań przedklinicznych i translacyjnych z onkologii oraz najnowszych osiągnięć CQC w obszarze algorytmów kwantowych.
Na pierwszym etapie współpracy kwantowejAlgorytmy opracowane przez CQC dla urządzeń NISQ zostaną wykorzystane do analizy genetycznej bazy danych w celu identyfikacji nowych wielogenowych biomarkerów nowotworowych.
- Jak produkcja ropy i technologie kwantowe są „przyjazne”
ExxonMobil będzie działać wspólnieOpracowano kwantowe algorytmy optymalizacji systemu transportu kontenerów morskich. Logistyka morska stanowi około 90% całego ruchu handlowego, a tworzenie optymalnych łańcuchów dostaw w celu skrócenia całkowitego czasu podróży i uwzględnienia priorytetów transportowych jest złożonym zadaniem obliczeniowym. IBM przetestował przydatność algorytmów optymalizacji przy użyciu emulatora kwantowego na platformie Qiskit i szczegółowo opisał różne przypadki użycia optymalizacji kwantowej oraz szczegóły techniczne tworzenia rozwiązań obliczeniowych.
Konkretnych szczegółów współpracy IBM z bp jeszcze nie masą ujawniane. Wiadomo tylko, że głównym zadaniem ich współdziałania jest zwiększenie efektywności systemu energetycznego w celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i toksycznych do atmosfery. bp ogłosił również swoją decyzję o dołączeniu do IBM QNetwork jako partner branżowy.
- Dlaczego Microsoft wycofuje się z dowodem na fermion Majorany
Wykrywanie fermionów Majorany jest ważne dlaopracowanie kubitu topologicznego jest kluczowym celem firmy Microsoft. Teoretycznie ten typ kubitu byłby znacznie bardziej odporny na szumy i zniekształcenia środowiska oraz zmniejszyłby wymagania dotyczące korekcji błędów w odpornym na awarie komputerze kwantowym.
Artykuł założycielski autorstwa naukowców zHolenderskie laboratorium Microsoft i Delft University of Technology zawierało dane dotyczące pierwszych na świecie eksperymentalnych dowodów na istnienie kwazicząstek Majorany. Po dyskusji naukowej w kwietniu 2019 r. Nature dodała do artykułu „redakcyjny wyraz zaniepokojenia”, aw maju 2020 r. Komitet ds. Integralności Badań Uniwersytetu Technicznego w Delft rozpoczął dochodzenie, które nie zostało jeszcze zakończone. W lutym 2021 roku autorzy opublikowali preprint nowego artykułu na temat arXiv, uznając, że poprzednie wnioski były przedwczesne, a analiza danych eksperymentalnych nie zawartych w oryginalnym artykule przeczy wnioskowi o wykryciu kwazicząstek Majorany.
Badania i rozwój
- Jak zastosować algorytmy kwantowe w biologii obliczeniowej
Naukowcy z Rosyjskiego Centrum Kwantowego i Skoltechzidentyfikowali kilka obszarów, w których obliczenia kwantowe w biologii mogą być przydatne w najbliższej przyszłości. Wśród praktycznie ważnych zadań wskazano na przykład badanie azotazy - enzymu, który przeprowadza proces wiązania azotu atmosferycznego. Azotogenaza odgrywa ważną rolę we wzbogacaniu gleby i zbiorników wodnych w azot związany, jest również wykorzystywana do przemysłowej produkcji amoniaku. Wydaje się również realistyczne rozwiązanie problemu przewidywania trójwymiarowej struktury białka w celu jakościowego przyspieszenia tworzenia nowych leków, określenia czynnika transkrypcji białek wiążących DNA, które odgrywają kluczową rolę w transkrypcji genów, a także pojawienie się wydajnych i ekonomicznych rozwiązań obliczeniowych dla problemów składania genomu.
Pierwsze znaczące wyniki z zastosowaniaAlgorytmy kwantowe w bioinformatyce oczekiwano od 2-3 lat. Następny krok będzie związany z industrializacją komputerów kwantowych i skalowaniem ich zastosowań.
- Co udowodniła wyższość kwantowa w rozwiązywaniu praktycznego problemu matematycznego
Supremacja kwantowa już byłazademonstrowano na problemach losowej generacji ciągów i próbkowania bozonów. Z zastosowanego punktu widzenia zadania te nie mają żadnej wartości - pokazują możliwości komputerów kwantowych i ich przyszłość jako całości.
Międzynarodowy zespół fizyków pod przewodnictwemIordanis Kerenidis z Uniwersytetu w Paryżu był w stanie wykazać eksperymentalnie, że komputer kwantowy jest szybszy od klasycznego w sprawdzaniu rozwiązania problemu spełnialności wzorów Boole'a i uwzględnił wszystkie możliwe ograniczenia świata rzeczywistego, które pojawiają się w eksperymencie.
Sprawdzenie przeprowadzono metodą liniowąschemat optyczny w czasie wielomianowym, w przeciwieństwie do czasu wykładniczego, który byłby wymagany przez klasyczny kalkulator. Wyzwanie, jakim jest weryfikacja rozwiązania, to krok w kierunku aplikacji w świecie rzeczywistym. Fizycy proponują użycie potężnych komputerów kwantowych do rozwiązywania problemów i sprawdzania poprawności rozwiązań na słabszych maszynach.
- Jak korzystać z korekcji błędów kwantowych, aby poprawić dokładność pomiaru
Istniejące metody korekcji błędów toaktywne, to znaczy wymagają okresowego sprawdzania systemu pod kątem błędów i ich natychmiastowej korekty. Wymaga to wystarczających zasobów sprzętowych, a zatem utrudnia skalowanie komputerów kwantowych. Zespół z University of Massachusetts w Amherst, kierowany przez Chen Wanga, zaimplementował nowy typ kwantowej korekcji błędów, w której błędy są korygowane spontanicznie.
W eksperymencie przeprowadzonym dla ciągłegokorekcja błędów wykorzystuje kontrolowane rozpraszające procesy komunikacyjne ze środowiskiem lub zbiornikiem. Obwody rozpraszania błędów działają w sposób ciągły i nie wymagają pomiarów ani operacji sprzężenia zwrotnego. Wynikający z tego zwiększony czas koherencji skutkuje znacznie poprawioną dokładnością pomiarów kwantowych. Nowa metoda jest w pełni kompatybilna z istniejącymi metodami stabilizacji fazy i korekcji błędów.
- Kiedy pojawi się internet kwantowy
Badacze z Andrew Cleland Laboratory(Andrew Cleland) University of Chicago po raz pierwszy odniósł sukces w splątaniu dwóch oddzielnych kubitów poprzez połączenie ich kablem. W ramach eksperymentu naukowcy stworzyli dwa węzły kwantowe, z których każdy zawiera trzy kubity nadprzewodzące. Używając metrowego kabla nadprzewodzącego do połączenia węzłów, naukowcy następnie wybrali po jednym kubicie w każdym węźle i związali je razem, wysyłając stany kwantowe przez kabel. Splątanie zostało rozszerzone na inne kubity w każdym węźle. W ten sposób naukowcy „zintensyfikowali” splątanie kubitów, aż wszystkie sześć kubitów w dwóch węzłach zostało połączonych w jeden globalnie splątany stan.
W innej pracy z fizyki w DelftUniwersytet Techniczny w Holandii połączył w sieć trzy zdalne urządzenia kwantowe oparte na kubitach diamentowych w taki sposób, że dowolne dwa urządzenia w sieci są wzajemnie splątanymi kubitami. Sieć zapewniała komunikację w czasie rzeczywistym, rozprowadzała prawdziwe wieloczęściowe stany splątania na trzy węzły i wymieniała splątania przez węzeł pośredni.
Wreszcie zespół z Purdue Universitywdrożyli programowalny przełącznik optyczny selektywny względem widma dla skalowalnej kwantowej sieci informacyjnej, zdolny do niezależnego sterowania różnymi kanałami oddzielonymi długością fali bez utraty fotonów.
- Jak działa kubit węglowy i jak zachowuje się w temperaturze pokojowej
Australijska firma Archer Materialsopracowuje chipy kwantowe przeznaczone do pracy w temperaturze pokojowej w oparciu o oryginalną technologię kubitu węglowego. Archer z powodzeniem przeprowadził bezpośredni pomiar rezystancji bipolarnej materiału kubitu, który jest głównym składnikiem chipa 12CQ, w temperaturze pokojowej. Twórcom udało się w sposób powtarzalny rejestrować krzywe prąd-napięcie w różnych zakresach napięcia, zarówno na oddzielnych, izolowanych kubitach, jak i na dwóch kubitach i klastrach kubitów. W większości kubity przetrwały pomiary bez uszkodzeń lub zmian w strukturze elektronowej.
Uzyskane dane potwierdzają zdolność kubitów węglowych do pracy w warunkach stosowanych w funkcjonalnych urządzeniach półprzewodnikowych w temperaturze pokojowej.
- Kto zdołał zaimplementować największe przetwarzanie języka naturalnego na komputerze kwantowym
Cambridge Quantum Computing (CQC) w nowej pracyprezentuje wyniki pierwszych eksperymentów z przetwarzaniem języka naturalnego na komputerze kwantowym IBM dla zbiorów danych o wielkości stu i więcej zdań. Badania te stanowią największą jak dotąd eksperymentalną implementację zadań przetwarzania języka naturalnego na komputerze kwantowym.
W eksperymencie zdania zostały przedstawione jakosparametryzowane obwody kwantowe i znaczenie słów jako stanów kwantowych, które „zaplątują się” zgodnie z gramatyczną strukturą zdania.
Praca zawiera również szczegółowy opis procesukwantowe przetwarzanie języka naturalnego, które zdaniem twórców powinno ułatwić społeczności NLP korzystanie z kodowania kwantowego przetwarzania języka.
Krajowe programy kwantowe
- Jakie technologie zostaną przyjęte w Kanadzie?
Dokument przedstawiony przez Departament Obrony Narodowej i Kanadyjskie Siły Zbrojne określa priorytetowe zadania badawczo-rozwojowe w interesie resortu wojskowego:
- Czujniki grawimetryczne do wykrywania obiektów ukrytych za ścianami.
- Kompaktowe szerokopasmowe czujniki elektromagnetyczne zastępujące tradycyjne anteny.
- Stealthy radary.
- Ultraprecyzyjne dalmierze zdolne do radzenia sobie z zakłóceniami i trudnymi trajektoriami.
- Ultraczułe detektory chemiczne.
- Kompaktowe czujniki bezwładnościowe zastępujące system nawigacji GPS.
Ministerstwo planuje stymulować kwantowąinnowacje w kraju, a także inwestowanie w wiodące na świecie kwantowe osiągnięcia naukowe i technologiczne oraz ułatwianie transferu technologii kwantowych z laboratorium do działających prototypów.
- Kto w Niemczech stworzy procesory kwantowe
Federalne Ministerstwo Edukacji iBadania przeznaczy 14,5 mln euro na opracowanie prototypu krajowego komputera kwantowego na platformie nadprzewodzącej, który zostanie zainstalowany w Instytucie Waltera Meissnera Bawarskiej Akademii Nauk. Projekt o kryptonimie GeQCoS (niemiecki komputer kwantowy oparty na nadprzewodnikowych kubitach) obejmuje również Uniwersytet Techniczny w Monachium, Instytut Technologii w Karlsruhe, Uniwersytet Erlangen-Norymberga, Centrum Badawcze Jülich, Instytut Fraunhofera ds. Stosowanej Fizyki Ciała Stałego oraz duży europejski producent półprzewodników Infineon Technologies.
Będzie kolejna dotacja w wysokości 12,4 mln europrzydzielone Konsorcjum Quantum Project, które pracuje nad stworzeniem procesorów kwantowych do konkretnych zastosowań. W skład konsorcjum wchodzą start-upy ParityQC i IQM, Infineon Technologies, Jülich Research Center, Wolny Uniwersytet w Berlinie i Leibniz Supercomputing Center. Projekt ma trwać cztery lata i obejmować opracowanie 54-kubitowego procesora kwantowego.
- Który dołączył do Mid-Atlantic Quantum Alliance
Powstało konsorcjum organizacji naukowych i przemysłowychzorganizowane przez University of Maryland pierwotnie jako społeczność regionalna, która obejmuje kilka głównych uniwersytetów i firm, w tym CCDC Army Research Laboratory, Northrop Grumman, Lockheed Martin, IonQ, Booz Allen Hamilton i AWS. Później przemianowano go na Mid-Atlantic Quantum Alliance, aby odzwierciedlić jego rozszerzoną geografię. Nowi członkowie Sojuszu to IBM, National Institute of Standards and Technology (NIST), Protiviti, Quantopo, Quaxys, Bowie State University, Georgetown University, Pittsburgh Quantum Institute, University of Delaware i Virginia Tech. Obecnie wśród uczestników jest łącznie 24 głównych partnerów uniwersyteckich, rządowych i przemysłowych.
Obrazek
Do zadań Sojuszu należy wspólny rozwój innowacyjnych technologii, stymulowanie nowych odkryć w naukach kwantowych, a także wspieranie start-upów kwantowych oraz szkolenie pracowników.
- Dlaczego Izrael przeznacza 60 milionów dolarów na stworzenie komputera kwantowego
Ministerstwo Obrony Izraela i Biuroinnovations ogłosiła konkurs na komputer kwantowy z 30-40 kubitami. Grant w wysokości 60 mln dol. Będą mogły otrzymać zarówno izraelskie przedsiębiorstwa i uczelnie, jak i firmy międzynarodowe. Zwycięzca będzie musiał rozpocząć pracę przed końcem roku.
Wstaw zdjęcie:Obrazek
Nowy projekt jest częścią ogólnopolskąIzraelskie inicjatywy w dziedzinie technologii kwantowych o łącznym budżecie 380 mln dolarów. Obecnie w Izraelu jest tylko kilka startupów, takich jak Classiq Technologies i Quantum Machines, które opracowują sprzęt lub oprogramowanie dla komputerów kwantowych.
Podsumowując:Wzrósł wpływ programów krajowych, wzrosła kwota inwestycji, najwięksi komercyjni deweloperzy technologii kwantowych połączyli siły z firmami branżowymi. Pełną wersję streszczenia można znaleźć na stronie Rosyjskiego Centrum Kwantowego.
Zobacz także:
Helikopter Ingenuity z powodzeniem startuje na Marsie
Powstała pierwsza dokładna mapa świata. Co jest nie tak ze wszystkimi innymi?
NASA poinformowała, w jaki sposób dostarczą próbki Marsa na Ziemię