Несмотря на пандемию, разработки в области квантовых вычислений не прекращались: мировые ИТ-гиганты
Cercetare și dezvoltare
Cel mai rapid generator de numere aleatorii
Numerele aleatoare sunt esențialecriptografie și modelare numerică. O echipă de oameni de știință de la Russian Quantum Center, împreună cu colegii de la Universitatea Oxford, Goldsmiths College și Free University din Berlin, anunță dezvoltarea unui dispozitiv optic ultrarapid capabil să genereze o secvență aleatorie garantată la o viteză de 8,05 GB pe secundă, făcându-l cel mai rapid generator de numere aleatorii până în prezent. zi. Prototipurile create anterior de astfel de dispozitive aveau o viteză cu câteva ordine de mărime mai mică.
Разработанная технология может лечь в основу производства коммерческих устройств, имеющих широкую область применения. Так, недавно компания Samsung представила мобильный телефон с квантовым генератором случайных чисел, что указывает на востребованность данной технологии на массовом рынке.
Rețea cuantică bazată pe drone
Fotonii încurcați au fost transferați anterior cu succes îndistanța este mai mare de o mie de kilometri între satelit și stațiile terestre, dar acum o echipă de oameni de știință de la Universitatea Nanjing a demonstrat că se poate stabili o comunicare sigură folosind echipamente destul de ieftine.
În acest experiment, rețeaua cuantică a fostimplementat folosind două drone cu zbor liber în aer la o distanță de 400 de metri una de cealaltă și la o distanță de 200 de metri de stațiile lor de recepție la sol. În total, ținând cont de înălțimea zborurilor cu drone, canalul de comunicație cuantică prin aer avea o lungime totală de aproximativ un kilometru. Stațiile terestre pentru recepția fotonilor erau înarmate cu telescoape cu o deschidere de 26 mm și receptoare cu un singur foton.
O astfel de soluție va permite oriunde rapidimplementați canale de comunicații operaționale sigure. În viitor, echipa intenționează să crească dimensiunea rețelei folosind mai multe drone care pot transmite mesaje sau date criptate către un computer cuantic pe distanțe mari.
Teleportarea cuantică
Echipa de cercetare formată dinreprezentanții universităților și companiilor americane și canadiene sub conducerea Panayotis Spenzouris (Laboratorul Național de Accelerare Fermi) au demonstrat un transfer stabil al stării cuantice a unui qubit pe o distanță de 44 de kilometri.
Квантовая телепортация необходима для многих квантовых информационных применений, включая так называемый квантовый интернет. В опыте Fermilab использовались обычные однофотонные датчики и оптоволоконные телекоммуникационные сети.
Precizia transferului unei stări cuantice înexperimentul a fost de 90%, ceea ce este considerat o valoare extrem de mare. În experimentele viitoare, oamenii de știință vor stabili un nou record pentru gama de teleportare și numărul de qubit-uri cuplate prin modernizarea sistemului, care este planificat pentru al doilea trimestru al anului 2021. În viitor, acest lucru va ajuta la realizarea calculelor cuantice distribuite, cum ar fi calculele de tip cluster, dar fără blocajul sub formă de limitări ale lățimii de bandă a rețelei.
Chirurgie cu zăbrele
Metodele existente de corectare a erorilor cuantice sunt complicate de faptul că implementarea lor necesită sute sau chiar mii de qubituri fizice conectate între ele.
Коллектив Университета Инсбрука под руководством профессора Райнера Блатта впервые сообщил о создании двух одиночных логических кубитов, защищенных от потери квантовой информации, достижении их сцепления и переноса между ними логической информации. Этого удалось добиться в квантовом процессоре на основе ионных ловушек, состоящего всего из десяти физических кубитов, и с помощью так называемой решеточной хирургии. Эта техника позволяет объединять логические кубиты или разделять их на части, проводя определенные логические операции с частью физических кубитов, которые лежат в их основе.
Metoda utilizată necesită mult mai puținmai multe operațiuni pentru crearea concatenării qubit decât abordările tradiționale și demonstrarea unor astfel de operații - elemente fundamentale pentru calculul cuantic - este un pas important către implementarea practică a calculului cuantic tolerant la defecțiuni.
Industria cuantică
Comparații moleculare
Industria farmaceutică este extrem de interesată de apariția noilor tehnologii de creare a medicamentelor, inclusiv utilizarea modelării și screeningului cuantic molecular.
Немецкий фармацевтический гигант Boehringer Ingelheim, известный своими разработками в области компьютерного дизайна лекарств и моделирования in silico, объединил усилия с Google в области квантовых вычислений.
Și compania farmaceutică elvețiană Rocheîncepe cooperarea cu Cambridge Quantum Computing britanic, în care vor fi utilizate metode de calcul cuantic pentru a găsi noi metode de tratare a bolilor.
Anterior, sa raportat că americanulcompania de biotehnologie Biogen este parteneriat cu startup-ul 1Qbit pentru un proiect pilot care vizează accelerarea descoperirii medicamentelor prin utilizarea computerelor cuantice pentru comparații moleculare. Folosind screening-ul cuantic al unui număr mare de molecule, ea intenționează să găsească noi medicamente eficiente pentru bolile neurodegenerative, cum ar fi scleroza multiplă, Alzheimer și Parkinson.
Fluxuri multifazice
Компания Aker BP (крупная независимая компания по разведке и нефтедобыче в Европе — «Хайтек») и CQC создали алгоритм квантового машинного обучения для классификации многофазных потоков.
Многофазные потоки в трубопроводном транспорте требуют достаточно тщательного контроля, отслеживания, анализа и управления. Алгоритм позволяет провести анализ потоков за полиномиальное время и реализован на квантовом процессоре IBM.
Clasificator testat pe datele AkerBP, necesită doar câteva qubite pentru a se potrivi cu performanța unei mașini de suport clasic (SVM) cu nuclee neliniare. Este una dintre primele aplicații ale soluțiilor cuantice de învățare automată din epoca NISQ în sectorul energetic.
Piese pentru BMW
Немецкий автопроизводитель начал эксперимент по оптимизации системы закупок и поставок производственных компонентов с помощью квантового компьютера.
De obicei în cadrul ciclului de producțieproducătorii de autovehicule iau în considerare sute de opțiuni de aprovizionare de la o varietate de furnizori cu timp de livrare și costuri diferite ale pieselor. Alegerea circuitului optim este o sarcină de calcul descurajantă. BMW intenționează să efectueze primele calcule pe computerul Honeywell H0 și ulterior să treacă la sistemul H1 mai puternic. Se presupune că avantajul de calcul față de sistemele de calcul clasice va fi atins într-un an și jumătate până la doi ani.
В октябре 2020 года о запуске аналогичного проекта по оптимизации логистической сети объявил другой крупный автопроизводитель — компания Toyota.
Criostat de dizolvare
Pionier în criostatele de dizolvare,Oxford Instruments NanoScience a anunțat un parteneriat cu Oxford Quantum Circuits, care va fi primul din lume care acceptă livrarea sistemului de răcire Proteox Cryofree® de generația următoare.
Sunt necesare temperaturi scăzute pentru a detectaefecte cuantice subtile ascunse de zgomotul vibrațiilor termice, dar răcirea eficientă rămâne o problemă serioasă în multe implementări ale sistemelor cuantice.
Новый криостат растворения от Oxford Instruments обеспечивает высокую стабильность регулировки температуры в диапазоне мК и поддерживает большое количество электрических соединений, что облегчает возможности интеграции квантовых процессоров.
Calculatoare cuantice cu capcane de ioni
Стартап IonQ объявил о трехлетнем альянсе с Центром поддержки исследований квантовой информации (Q Center) — независимой организацией, созданной в южнокорейском университете Сунгкюнкван для формирования национальной исследовательской экосистемы в области квантовой информатики.
Colaborarea va crea cuanticăcomputere cu capcane ionice IonQ disponibile cercetătorilor și studenților din Coreea de Sud. IonQ consideră că piața sud-coreeană de înaltă tehnologie este importantă pentru extinderea propriei sale tehnologii.
Programul cuantic național al Coreei de Sud a început în 2019 și prevede crearea unui procesor cuantic de cinci qubit în termen de cinci ani.
Programe cuantice naționale
1,8 miliarde de euro pentru industria cuantică
Франция официально заявила о решении инвестировать 1,8 млрд евро в квантовые технологии. Согласно плану, представленному президентом Франции Эммануэлем Макроном, инвестиции рассчитаны на пять лет. Французское правительство увеличит финансирование квантовой отрасли с нынешних 60 млн евро до 200 млн евро в год. Еще 200 млн евро поступят из Европейского союза и 550 млн евро ожидаются из частного сектора.
Dintre aceste fonduri:
- aproximativ 780 de milioane de euro vor fi alocați pentru crearea unui computer cuantic;
- 250 milioane EUR pentru senzorii cuantici;
- 150 milioane EUR pentru criptografie post-cuantică;
- 320 de milioane de euro pentru comunicații cuantice;
- 300 млн евро на сопутствующие технологии, такие как криогеника.
Cu acest volum de investiții, Franța va deveni una dintre țările de top care investesc în tehnologii cuantice, alături de Statele Unite, China, India și Germania.
Inițiativa cuantică bavareză
В Германии будет создана Мюнхенская квантовая долина, на функционирование которой Бавария выделит в общей сложности 300 миллионов евро. В квантовой долине будет функционировать технопарк с хорошо оборудованными чистыми помещениями, системами производства нано- и тонкопленочных материалов, а также опытно-конструкторскими и испытательными лабораториями.
Sarcinile principale ale văii vor fi creareacalculatoare cuantice, simulatoare cuantice pentru găsirea de noi materiale, cercetări în domeniul metrologiei cuantice pentru măsurători foarte precise ale câmpurilor electrice sau magnetice și criptografie cuantică.
Заметим, что в Германии уже действует крупнейшая в ЕС национальная программа развития квантовых технологий. В июле 2020 года федеральное правительство объявило о ее продлении на следующие 10 лет с бюджетом 2 млрд евро в дополнение к общей квантовой программе Евросоюза.
Abordare modulară
La crearea computerelor cuantice, cheia lorcomponentele sunt de obicei proiectate și fabricate de o singură companie, ceea ce costă destul de mult și consumă mult timp. Pentru a accelera dezvoltarea unui computer cuantic național, mai multe start-up-uri din Olanda au convenit să utilizeze o abordare modulară: companiile independente se vor concentra pe dezvoltarea anumitor elemente ale computerului cuantic pentru a le integra într-un singur sistem în viitor.
Участниками нового консорциума IMPAQT, созданного для этой цели, стали стартапы Orange QS — поставщик интегрированных квантовых систем, Qblox — поставщик стека квантового управления, Delft Circuits — разработчик квантового оборудования для криогенного ввода-вывода и Qu&Co — разработчик квантовых алгоритмов и программного обеспечения.
2021 a început pentru cuantica globalăcomunitățile sunt cât se poate de active: investițiile publice în dezvoltare au crescut, numărul ambelor cazuri industriale și de cercetare internațională a crescut. Versiunea completă a rezumatului poate fi găsită pe site-ul Centrului cuantic rusesc.
Vezi și:
Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște
Un motor rachetă nucleară este construit pentru zborurile către Marte. Cum este periculos?