Pesquisa e desenvolvimento
Pesquisadores australianos desenvolveram rotação de buraco ultrarrápida
Um dos desafios no desenvolvimento de spin qubitsé a perda de sua coerência com o aumento da velocidade de trabalho. Um novo estudo realizado por cientistas australianos (FLEET, CQC2T) e colegas da Universidade de British Columbia (Canadá) indica que um trade-off entre velocidade e coerência pode ser alcançado usando buracos como um qubit, comportando-se como elétrons carregados positivamente. Hole qubits, ao contrário dos eletrônicos, são muito menos expostos a campos elétricos flutuantes indesejados que existem em qualquer material. Além disso, o “golden mean”, em que o qubit do orifício é menos sensível a esse ruído, é também o ponto em que pode ser trabalhado com mais rapidez. Essa abordagem abre a possibilidade de escalar potencialmente qubits para um computador mini-quântico com base em uma "matriz" de bits.
Cientistas de Stuttgart questionaram a existência de fluidos de spin quânticos
O fluido de rotação é um magnético muito raroum estado da matéria no qual, ao contrário da maioria dos materiais, os spins não são ordenados mesmo em temperaturas ultrabaixas, mas formam estados emaranhados coletivos. Por esta razão, os líquidos de spin são considerados um meio promissor para a criação de um computador quântico topológico (à prova de erros).
Até agora, a existência de fluidos de spin tem sidoconfirmado apenas por medições indiretas e certos pressupostos teóricos. Cientistas da Universidade de Stuttgart usaram a técnica de espectroscopia de ressonância de spin de banda larga pela primeira vez para estudar o processo de ordenação em um líquido de spin e descobriram que quando a temperatura diminui, ocorre um processo inesperado de formação de pares de spin separados espacialmente, o que provavelmente refuta as opiniões sobre as propriedades fundamentais desta forma exótica de matéria.
Qubits felinos tornaram o computador quântico mais tolerante a falhas
Um grupo de cientistas da Amazônia liderado por FernandoBrandão desenvolveu um novo design para um computador quântico tolerante a erros. Eles usaram os chamados qubits de gato, ou qubits em uma superposição de estados coerentes com fases opostas. A ideia é que, uma vez estabilizado esse qubit, os erros de inversão de bits se tornem extremamente raros e os erros de inversão de fase se tornem mais comuns. E para proteger contra erros de reversão de fase, você pode usar a correção de erros ativa.
Os pesquisadores realizaram simulações completasruído, incluindo um estudo aprofundado de processos de inversão de bits raros. Usar a arquitetura proposta no artigo e a correção de erro ativa atinge um erro lógico de 2,7 × 10-8 usando apenas nove qubits do código de dados - uma melhoria de mais de cinco ordens de magnitude em comparação com qubits completamente desprotegidos.
O novo código de correção de erros permite que você trabalhe em ambientes de alto ruído
Entre os muitos códigos de correção de erros, existemos chamados códigos de superfície. Para representá-los, uma rede bidimensional é usada, em cujas bordas os qubits estão localizados. Alguns deles estão envolvidos em cálculos, e a outra parte ajuda a identificar e corrigir erros. Os códigos de superfície são usados, por exemplo, pelo Google em seus dispositivos supercondutores.
Pesquisadores da Universidade de Sydney emA liderança de Benjamin Brown conseguiu desenvolver um código duas vezes mais eficiente que os existentes. Os autores o testaram em sistemas pequenos e mostraram que o novo código requer menos qubits físicos adicionais para corrigir erros e, em alguns casos, excede a estimativa teórica. Devido à sua robustez ao ruído, os novos códigos são promissores para aplicações em grandes sistemas, onde exigirão significativamente menos qubits adicionais.
Programas quânticos nacionais
Lançamento de plataformas de nuvem doméstica para acesso a computadores quânticos
Russian Quantum Center abriu acesso à nuvemao emulador de computação quântica SimCIM, que utiliza algoritmos clássicos que simulam o comportamento de sistemas quânticos. A plataforma em nuvem será útil para resolver problemas discretos de otimização, bem como para analisar o efeito económico da introdução de arquiteturas de computação quântica.
No futuro, a plataforma fornecerá acesso aos mais recentes computadores quânticos criados como parte da implementação do Roteiro para Computação Quântica, bem como computadores quânticos de empresas internacionais terceirizadas. Para comodidade de empresas clientes de diversos setores, foi criado um conjunto de aplicações prontas para otimização financeira, química quântica, bioinformática, logística, etc., bem como um conjunto de ferramentas para análise comparativa de algoritmos.
A base física para a segunda plataforma,desenvolvido no Center for Quantum Technologies da Moscow State University, existem dois sistemas: um processador quântico baseado em átomos neutros em armadilhas ópticas e um computador quântico linear-óptico. No momento, simuladores clássicos de processadores quânticos estão à disposição dos usuários, em um futuro próximo será possível obter acesso a um chip óptico real. A plataforma permite que você implemente e teste quase todos os algoritmos quânticos e híbridos quânticos clássicos.
O Instituto Canadense divulgou um relatório sobre as estratégias quânticas nacionais de 46 países
O relatório de 57 páginas contém uma análise dasno mundo das iniciativas quânticas. De acordo com o nível de desenvolvimento dos programas nacionais, os países são divididos em quatro categorias: 17 países com uma estratégia quântica coordenada (incluindo Rússia, EUA, China, Alemanha, França), três países com uma estratégia quântica em desenvolvimento (Canadá), 12 países sem uma estratégia formalmente adotada, mas com uma parcela significativa de iniciativas governamentais na área quântica (Austrália, Dinamarca, Finlândia) e 14 países participantes em programas internacionais (países bálticos, Turquia, Polónia).
Entre as diversas medidas de apoio governamental:criação de centros de investigação e centros de I&D, concursos para subvenções governamentais, investimentos diretos em projetos quânticos e financiamento de risco. Segundo os autores do relatório, a maior parte destas medidas foram implementadas na Rússia, com exceção da organização de concursos de bolsas especializadas no domínio da ciência e tecnologia quântica.
Nomeadas Melhores Universidades em Computação Quântica
Especialistas do portal The Quantum Daily nomearam as 12 melhores universidades de pesquisa do mundo que alcançaram sucesso no desenvolvimento de sistemas de computação quântica.
Entre elas, cinco universidades americanas einstitutos (Harvard, MIT, Universidades de Maryland, Berkeley e Chicago) e uma universidade da China (Universidade de Ciência e Tecnologia), Canadá (Waterloo), Cingapura (Universidade Tecnológica de Nanyang), Austrália (Sydney), Alemanha (Ludwig e Maximilian em Munique) e na Áustria (Innsbruck).
Governo canadense investe $ 288 milhões em pesquisa quântica em sete anos
O Canadá é um dos líderes mundiais emo campo de pesquisa e desenvolvimento quântico, ocupando o primeiro lugar entre os países do G7 em termos de despesas nessa área per capita. No entanto, ao contrário de outros países, o Canadá não tem um programa quântico formalmente aceito.
Como parte das medidas para restaurar a economia apósda pandemia COVID-19, o governo formulou uma proposta de orçamento para 2021 chamada de Plano de Recuperação, Crescimento e Resiliência de Empregos. Em particular, está planejado alocar $ 288 milhões para o desenvolvimento e financiamento da estratégia quântica nacional. O programa envolve o desenvolvimento coordenado de pesquisa fundamental e aplicada e o fortalecimento da liderança do país nessa direção inovadora.
O governo dos EUA anuncia novos programas de financiamento para pesquisa quântica
O Departamento de Energia está alocando 25 milhões de dólares para trabalhos fundamentais no desenvolvimento da Internet quântica, que envolve a criação do primeiro banco de testes em escala regional.
Além disso, dois novos programas são suportados pelos EUA.Gabinete de Pesquisa do Exército: O primeiro envolve o desenvolvimento de métodos fundamentalmente novos para o projeto, fabricação e controle de qubits para melhorar sua estabilidade em comparação com dispositivos modernos. O segundo programa visa o apoio direcionado a talentosos estudantes de pós-graduação e pesquisadores entre cidadãos dos Estados Unidos na área de processamento de informações quânticas e sensoriamento quântico.
Departamento de Defesa da Austrália seleciona NEC e D-Wave para desafios de logística de defesa
Como resultado da competição, a colaboraçãoEscritório de representação australiano da NEC Corporation - NEC Australia - e D-Wave Systems Inc. (Canadá) foi selecionado como executor do projeto sobre o uso da computação quântica híbrida na solução do problema da “última milha” em logística. A tecnologia desenvolvida visa otimizar a utilização de veículos autônomos para reabastecer diversas unidades a partir de uma base central de abastecimento.
A NEC e a D-Wave firmaram um acordo de parceria em novembro de 2019 para desenvolver conjuntamente aplicações quânticas. Esta é a primeira interação desse tipo para empresas com clientes fora do Japão.
Um novo instituto foi criado na Finlândia para coordenar o trabalho na área de tecnologias quânticas
Aalto University, University of Helsinki and CentrePesquisa Técnica A Finlândia VTT assinou um acordo de cooperação no campo da ciência e tecnologia quântica sob os auspícios do Instituto Finnish Quantum InstituteQ. Ao unir forças, as partes se esforçam para manter a Finlândia na vanguarda de um campo de tecnologia global cada vez mais competitivo.
Atualmente VTT junto com o finlandêsstartup IQM está trabalhando na criação do primeiro computador quântico na Finlândia. Este projeto servirá como uma plataforma inicial para futuras pesquisas, inovação e atividades comerciais no campo das tecnologias quânticas.
Indústria Quântica
PsiQuantum e GlobalFoundries iniciam produção em massa de componentes de processador fotônico
A startup PsiQuantum da Califórnia éa líder em investimentos atraídos entre todas as empresas quânticas (US $ 508,5 milhões). Seu objetivo é desenvolver o primeiro processador quântico fotônico de um milhão de qubit do mundo, Q1.
Juntamente com a GlobalFoundries, que lida comPor contrato de fabricação de produtos semicondutores, a PsiQuantum demonstrou a capacidade de fabricar e integrar, em equipamentos padrão, os principais componentes de um processador fotônico, incluindo circuitos ópticos, fontes de fóton único e detectores. O equipamento especial necessário para a produção em massa de processadores fotônicos já foi instalado em duas fábricas da GlobalFoundries em Nova York (fotônica de silício) e Dresden (componentes eletrônicos) e em breve será produzido em massa.
NTT e o Instituto de Tecnologia de Tóquio estudam as aplicações de máquinas em medicina
A máquina de Ising coerente usa quantumefeitos em um sistema de spins interativos, mas não é totalmente um computador quântico. Seu objetivo principal é resolver problemas de otimização combinatória. A NTT Research e o Tokyo Institute of Technology estão usando a Ising Machine para criar novos medicamentos. A tarefa computacional é encontrar a combinação ideal entre um número colossal de combinações de moléculas de drogas e proteínas-alvo.
A segunda área de aplicação é a chamada compressãosondagem - permitirá que você processe grandes conjuntos de dados em alta velocidade, descartando rapidamente fragmentos que não contêm informações úteis. Esta abordagem pode ser usada para analisar imagens de ressonância magnética e imagens de tomografia computadorizada.
Quantum Brilliance e Quantum South desenvolverão soluções para otimizar logística
Startup australiana Quantum Brilliancedesenvolve uma plataforma quântica baseada em vacâncias de nitrogênio em diamante, capaz de operar em temperatura ambiente. A cooperação com a Quantum South (Uruguai) teve início em 2018 e teve como objetivo inicial o desenvolvimento de soluções logísticas a partir de um emulador de software do processador. As empresas se tornaram finalistas do Airbus Quantum Computing Challenge.
As empresas agora estão instalando dois qubitcomputador quântico no centro de supercomputação Pawsey em Perth, Austrália, para integração com um supercomputador clássico e solução de problemas logísticos em um ambiente híbrido. Espera-se que à medida que o tamanho do processador aumenta e o software se desenvolve, o sistema de computação ultrapassará significativamente os dispositivos clássicos em termos de poder de computação.
Q-CTRL explora otimização de tráfego na Austrália
Departamento de Transporte AustralianoNova Gales do Sul anunciou uma colaboração com a Q-CTRL para usar um computador quântico para gerenciar uma rede de transporte complexa. O Q-CTRL também abordará uma das questões urgentes para a maior cidade australiana de Sydney - a atualização dos horários dos transportes públicos durante eventos públicos de massa. A capacidade de ajustar horários em tempo real pode melhorar significativamente a eficiência da rede de transportes de uma cidade e reduzir problemas de congestionamento.
Первый IBM Q System One установлен в Европе
Первый квантовый компьютер IBM за пределами США был установлен в рамках совместного проекта с Обществом Фраунгофера (Fraunhofer-Gesellschaft). Машина установлена в подразделении IBM в городе Энинген, недалеко от Штутгарта, для исключительного использования Обществом Фраунгофера и его партнерами в рамках деятельности Центра компетенций по квантовым вычислениям Баден-Вюртемберга.
IBM Q System One será usado emde acordo com a lei alemã, o que é uma vantagem importante para os usuários em termos de proteção de dados e segurança de propriedade intelectual. A instalação do segundo computador quântico da IBM fora dos Estados Unidos está planejada para este ano na Universidade de Tóquio.
Um sensor quântico capaz de monitorar toda a faixa de radiofrequência foi criado
Sensores quânticos baseados em átomos de Rydbergsó muito recentemente eles começaram a ser usados como detectores de radiação eletromagnética. Pela primeira vez, eles começaram a ser desenvolvidos pelos militares dos EUA com o objetivo de monitorar o espaço de radiofrequência usando um único detector de banda larga para todas as bandas de ondas de rádio.
В новой работе военные исследователи US Army Research Lab продемонстрировали высокую чувствительность компактного (1 см) сенсора в диапазоне от 1 кГц до 1ТГц, а также провели его сравнение с альтернативными широкополосными приемниками на основе электрооптических кристаллов и дипольных антенн.
Квантовый лидар поможет обнаружить утечки метана при добыче нефти и природного газа
QLM Technology (Великобритания) разработала сверхчувствительный атмосферный лидар с квантовым однофотонным детектором, способный визуализировать и количественно определять утечки метана при добыче и использовании нефти и природного газа.
O projeto é apoiado pela BP, NationalGrid, AMETEK Land e o governo do Reino Unido, e lidar foi um dos primeiros produtos comerciais do programa nacional de tecnologia quântica do Reino Unido. A primeira versão do lidar está disponível para testes comerciais este ano, e os testes de câmeras instaladas em veículos aéreos não tripulados começarão em 2022.
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