Indústria Quântica
- Como distribuir vacinas COVID-19 usando tecnologia quântica
Parceria
O resultado do trabalho conjunto foiplataforma de computação baseada no Digital Annealer, um computador quântico adiabático da Fujitsu. A plataforma otimizou significativamente a distribuição de equipamentos de proteção individual disponíveis, minimizando ao mesmo tempo as milhas dos veículos e os prazos de entrega, e foi aprovada para uso pelo Departamento de Defesa dos EUA. Criou também uma “plataforma de distribuição de vacinas”, uma solução simplificada para a distribuição eficiente de vacinas contra a COVID-19 em resposta às rápidas mudanças na procura. A eficiência de ambos os algoritmos aumenta exponencialmente com a adição de diversas variáveis e grandes conjuntos de dados de diversas fontes.
A “plataforma de distribuição de vacinas” está prevista para estar disponível para utilização e nova recolha de dados pelas autoridades locais de todo o país, o que deverá acelerar significativamente a vacinação dos residentes nos EUA.
- Por que os geradores de números aleatórios quânticos são tão populares em todo o mundo
Segundo a empresa, o mercado global de quantumgeradores de números aleatórios (QRNG) crescerão para US $ 7,2 bilhões em 2026. Os especialistas acreditam que o mercado enfrentará muitas fusões e aquisições e, eventualmente, será moldado por alguns grandes líderes. Isso se deve à entrada relativamente fácil de empresas de tecnologia neste mercado, aliada às consequentes dificuldades em posicionar o produto e gerar lucros sustentáveis para os pequenos desenvolvedores.
Relatório IQT
De acordo com as previsões do IQT, o maior consumidor de QRNG comO volume de mercado de US$ 3,1 bilhões será de data centers. Espera-se também um aumento significativo nas vendas (até 2,2 mil milhões de dólares até 2026) no sector financeiro, em particular para problemas de segurança da informação e modelação financeira utilizando o método de Monte Carlo.
- Como funciona uma plataforma quântica baseada em chips fotônicos?
Inicialização canadense Xanadu usando padrão efez um chip óptico integrado baseado em nitreto de silício em uma tecnologia facilmente escalável, que implementa o chamado estado de aglomerado (emaranhado) da luz, que é necessário para a realização de cálculos quânticos. Para criar esse estado, as microcavidades ópticas dentro do chip convertem a luz laser comum em um tipo de luz quântica chamada luz comprimida, que é então interligada usando uma rede de espelhos, divisores de feixe e fibras ópticas.
Usando o novo dispositivo, os cientistas conseguiramdemonstrar não apenas a amostragem bosônica gaussiana, mas também a solução de dois problemas que têm significado prático direto: calcular os espectros vibracionais de moléculas e determinar a similaridade de gráficos matemáticos que representam moléculas diferentes.
- Por que o aprendizado de máquina quântico é usado na análise de biomarcadores de câncer
Crown Bioscience (uma subsidiária da JSR LifeSciences, EUA) e Cambridge Quantum Computing (CQC, Reino Unido) anunciaram o início de um trabalho conjunto sobre a utilização da computação quântica na criação de medicamentos para o tratamento de doenças oncológicas. As empresas planejam desenvolver uma estratégia para aplicação de algoritmos quânticos de aprendizado de máquina em bioinformática usando um banco de dados de pesquisas pré-clínicas e translacionais em oncologia acumuladas ao longo de 15 anos e os mais recentes desenvolvimentos de CQC na área de algoritmos quânticos.
Na primeira fase da cooperação, quantumalgoritmos desenvolvidos pelo CQC para dispositivos NISQ serão usados para analisar o banco de dados genético para identificar novos biomarcadores multigênicos de câncer.
- Como a produção de petróleo e as tecnologias quânticas são "amigáveis"
A ExxonMobil irá, em conjuntoAlgoritmos quânticos para otimização do sistema de transporte marítimo de contêineres foram desenvolvidos. A logística marítima responde por cerca de 90% de todo o tráfego comercial, e a criação de cadeias de suprimentos ideais para reduzir o tempo total de viagem e levar em consideração as prioridades de transporte é uma tarefa computacional complexa. A IBM testou a aplicabilidade dos algoritmos de otimização usando um emulador quântico na plataforma Qiskit e detalhou vários casos de uso para otimização quântica e os detalhes técnicos da criação de soluções computacionais.
Os detalhes específicos da cooperação da IBM com a bp ainda não foramsão divulgados. Sabe-se apenas que a principal tarefa de sua interação é aumentar a eficiência do sistema energético para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e tóxicos na atmosfera. A bp também anunciou sua decisão de ingressar na IBM QNetwork como um parceiro do setor.
- Por que a Microsoft está se retirando com prova do férmion de Majorana
A detecção de férmions de Majorana é importante paradesenvolver um qubit topológico é um objetivo fundamental da Microsoft. Em teoria, esse tipo de qubit seria muito mais resistente a ruídos e distorções ambientais e reduziria os requisitos de correção de erros de um computador quântico tolerante a falhas.
Artigo fundador de pesquisadores deo laboratório holandês da Microsoft e a Delft University of Technology continham dados sobre as primeiras evidências experimentais do mundo da existência de quasipartículas de Majorana. Após uma discussão científica em abril de 2019, a Nature acrescentou uma "expressão editorial de preocupação" ao artigo e, em maio de 2020, o Comitê de Integridade de Pesquisa da Universidade de Tecnologia de Delft lançou uma investigação que ainda não foi concluída. Em fevereiro de 2021, os autores publicaram uma pré-impressão de um novo artigo no arXiv, reconhecendo que as conclusões anteriores eram prematuras, e a análise de dados experimentais não incluídos no artigo original contradiz a conclusão sobre a detecção de quasipartículas de Majorana.
Pesquisa e desenvolvimento
- Como aplicar algoritmos quânticos à biologia computacional
Cientistas do Russian Quantum Center e Skoltechidentificou várias áreas em que a computação quântica em biologia pode ser útil em um futuro próximo. Entre as tarefas praticamente importantes apontadas, por exemplo, o estudo da nitrogenase - enzima que realiza o processo de fixação do nitrogênio atmosférico. A nitrogenase desempenha um papel importante no enriquecimento do solo e dos corpos d'água com o nitrogênio ligado, e também é usada na produção industrial de amônia. Além disso, parece realista resolver o problema de prever a estrutura tridimensional de uma proteína para acelerar qualitativamente a criação de novas drogas, para determinar o fator de transcrição das proteínas de ligação ao DNA que desempenham um papel fundamental na transcrição do gene, bem como o surgimento de soluções computacionais eficientes e econômicas para problemas de montagem do genoma.
Os primeiros resultados significativos da aplicaçãoalgoritmos quânticos em bioinformática são esperados há 2-3 anos. A próxima etapa depois disso estará relacionada à comercialização de computadores quânticos e ao dimensionamento de seus aplicativos.
- O que a superioridade quântica provou na resolução de um problema prático de matemática
A supremacia quântica já foidemonstrado nos problemas de geração aleatória de strings e amostragem de bósons. Do ponto de vista aplicado, essas tarefas não representam nenhum valor - elas mostram as capacidades dos computadores quânticos e seu futuro como um todo.
Uma equipe internacional de físicos liderada porIordanis Kerenidis, da Universidade de Paris, conseguiu mostrar experimentalmente que um computador quântico é mais rápido que um computador clássico na verificação da solução para o problema da satisfatibilidade das fórmulas booleanas e considerou todas as possíveis restrições do mundo real que surgem no experimento.
A verificação foi realizada usando um método linearesquema óptico em tempo polinomial, em oposição ao tempo exponencial, que seria exigido por uma calculadora clássica. O desafio de verificar a solução dá um passo em direção aos aplicativos do mundo real. Os físicos propõem o uso de computadores quânticos poderosos para resolver problemas e verificar a exatidão das soluções em máquinas menos potentes.
- Como Usar a Correção de Erro Quantum para Melhorar a Precisão da Medição
Os métodos de correção de erros existentes sãoativos, ou seja, requerem verificação periódica do sistema quanto a erros e sua correção imediata. Isso requer recursos de hardware suficientes e, portanto, impede o dimensionamento de computadores quânticos. Uma equipe da Universidade de Massachusetts em Amherst, liderada por Chen Wang, implementou um novo tipo de correção de erros quânticos em que os erros são corrigidos espontaneamente.
No experimento realizado de forma contínuaa correção de erros usa processos controlados de comunicação dissipativa com o ambiente ou reservatório. O circuito dissipativo de correção de erros opera continuamente e não requer medições ou operações de feedback. O aumento do tempo de coerência resultante resulta em uma precisão de medição quântica significativamente melhorada. O novo método é totalmente compatível com os métodos existentes para estabilização de fase e correção de erros.
- Quando aparecerá a internet quântica
Pesquisadores do Laboratório Andrew Cleland(Andrew Cleland) A Universidade de Chicago pela primeira vez conseguiu emaranhar dois qubits separados conectando-os com um cabo. Como parte do experimento, os pesquisadores criaram dois nós quânticos, cada um contendo três qubits supercondutores. Usando um cabo supercondutor de um metro de comprimento para conectar os nós, os cientistas então selecionaram um qubit em cada nó e os amarraram, enviando estados quânticos através do cabo. O emaranhamento foi estendido para outros qubits em cada nó. Assim, os cientistas "intensificaram" o emaranhamento dos qubits até que todos os seis qubits em dois nós estivessem conectados em um estado globalmente emaranhado.
Em outro trabalho de física em DelftA Universidade de Tecnologia da Holanda conectou três dispositivos quânticos remotos baseados em qubits de diamante de tal forma que quaisquer dois dispositivos na rede são qubits mutuamente emaranhados. A rede forneceu comunicação em tempo real, a distribuição de estados de emaranhamento multipartes genuínos em três nós e a troca de emaranhamentos por meio de um nó intermediário foram implementados.
Finalmente, a equipe da Purdue Universityimplementou um switch óptico seletivo de espectro programável para uma rede de informação quântica escalável, capaz de controlar independentemente diferentes canais separados por comprimento de onda sem perda de fótons.
- Como funciona um qubit de carbono e como ele se comporta à temperatura ambiente
Empresa australiana Archer Materialsdesenvolve chips quânticos projetados para operar em temperatura ambiente e com base na tecnologia original de qubit de carbono. Archer realizou com sucesso uma medição direta da resistência bipolar do material qubit, que é o principal componente do chip 12CQ, em temperatura ambiente. Os desenvolvedores conseguiram registrar de forma reproduzível as curvas de corrente-tensão em várias faixas de tensão, tanto em qubits isolados separados quanto em dois qubits e clusters de qubit. Na maioria das vezes, os qubits sobreviveram às medições sem danos ou mudanças na estrutura eletrônica.
Os dados obtidos confirmam a capacidade dos qubits de carbono de funcionar nas condições utilizadas em dispositivos semicondutores funcionais à temperatura ambiente.
- Quem conseguiu implementar o maior processamento de linguagem natural em um computador quântico
Cambridge Quantum Computing (CQC) em novo trabalhoapresenta os resultados dos primeiros experimentos em processamento de linguagem natural em um computador quântico IBM para conjuntos de dados de cem ou mais sentenças. Esta pesquisa representa a maior implementação experimental de tarefas de processamento de linguagem natural em um computador quântico até o momento.
No experimento, as sentenças foram apresentadas comocircuitos quânticos parametrizados, e os significados das palavras como estados quânticos que "se enredam" de acordo com a estrutura gramatical da frase.
O trabalho também contém uma descrição detalhada do processoprocessamento quântico de linguagem natural, que os desenvolvedores acreditam que deve tornar mais fácil para a comunidade de PNL usar a codificação de processamento quântico de linguagem.
Programas quânticos nacionais
- Quais tecnologias serão adotadas no Canadá?
O documento, apresentado pelo Departamento de Defesa Nacional e pelas Forças Armadas Canadenses, identifica as tarefas prioritárias de pesquisa e desenvolvimento no interesse do departamento militar:
- Sensores gravimétricos para detectar objetos escondidos atrás de paredes.
- Sensores eletromagnéticos de banda larga compactos para substituir antenas tradicionais.
- Radares furtivos.
- Telêmetros ultraprecisos, capazes de lidar com interferências e trajetórias desafiadoras.
- Detectores químicos ultrassensíveis.
- Sensores inerciais compactos para substituir o sistema de navegação GPS.
Ministério planeja estimular quantuminovação no país, além de investir nos principais desenvolvimentos científicos e tecnológicos quânticos do mundo e facilitar a transferência de tecnologias quânticas do laboratório para protótipos de trabalho.
- Quem na Alemanha criará processadores quânticos
Ministério Federal da Educação ea investigação destinará 14,5 milhões de euros ao desenvolvimento de um protótipo de computador quântico nacional numa plataforma supercondutora, que será instalado no Instituto Walter Meissner da Academia de Ciências da Baviera. O projeto, com o codinome GeQCoS (Computador Quântico Alemão baseado em Qubits Supercondutores), também envolve a Universidade Técnica de Munique, o Instituto de Tecnologia de Karlsruhe, a Universidade de Erlangen-Nuremberg, o Centro de Pesquisa Jülich, o Instituto Fraunhofer de Física do Estado Sólido Aplicado e o grande fabricante europeu de semicondutores Infineon Technologies.
Outra subvenção de 12,4 milhões de euros seráalocado ao Quantum Project Consortium, que está trabalhando para criar processadores quânticos para aplicações específicas. O consórcio inclui as startups ParityQC e IQM, Infineon Technologies, Jülich Research Center, Free University of Berlin e Leibniz Supercomputing Center. O projeto tem duração prevista de quatro anos e inclui o desenvolvimento de um processador quântico de 54 qubits.
- Quem se juntou à Mid-Atlantic Quantum Alliance
Um consórcio de organizações científicas e industriais foiorganizado pela Universidade de Maryland originalmente como uma comunidade regional que inclui várias universidades e empresas importantes, incluindo o Laboratório de Pesquisa do Exército CCDC, Northrop Grumman, Lockheed Martin, IonQ, Booz Allen Hamilton e AWS. Posteriormente, foi renomeado como Mid-Atlantic Quantum Alliance para refletir sua geografia ampliada. Os novos membros da Aliança são IBM, Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), Protiviti, Quantopo, Quaxys, Bowie State University, Georgetown University, Pittsburgh Quantum Institute, University of Delaware e Virginia Tech. Existem agora um total de 24 grandes universidades, governos e parceiros industriais entre os participantes.
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As tarefas da Aliança incluem o desenvolvimento conjunto de tecnologias inovadoras, estimulando novas descobertas na ciência quântica, bem como apoiar startups quânticas e treinamento de funcionários.
- Por que Israel está gastando US$ 60 milhões para construir um computador quântico
Ministério da Defesa de Israel e o Escritório deinovations anunciou uma competição para criar um computador quântico com 30-40 qubits. A bolsa, no valor de US $ 60 milhões, poderá receber tanto empresas israelenses como universidades e empresas internacionais. O vencedor terá que começar a trabalhar antes do final do ano.
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O novo projeto faz parte do projeto nacionalIniciativas de tecnologia quântica de Israel com um orçamento total de $ 380 milhões. Atualmente, existem apenas algumas poucas empresas em Israel, como Classiq Technologies e Quantum Machines, que desenvolvem hardware ou software para computadores quânticos.
Resumindo:a influência dos programas nacionais se expandiu, a quantidade de investimento cresceu, os maiores desenvolvedores comerciais de tecnologias quânticas uniram forças com as empresas do setor. A versão completa do resumo pode ser encontrada no site do Russian Quantum Center.
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