Cercetare și dezvoltare
Cercetătorii australieni au dezvoltat o rotire ultrarapidă a găurii
Una dintre provocările în dezvoltarea spin qubit-uriloreste pierderea coerenței lor cu o creștere a vitezei de lucru. Un nou studiu realizat de oamenii de știință australieni (FLEET, CQC2T) și colegii de la Universitatea din Columbia Britanică (Canada) indică faptul că un compromis între viteză și coerență poate fi realizat prin utilizarea găurilor ca un qubit, comportându-se ca niște electroni încărcați pozitiv. Qubiturile de gauri, spre deosebire de cele electronice, sunt mult mai puțin expuse câmpurilor electrice fluctuante nedorite care există în orice material. Mai mult decât atât, „media aurie”, în care gaura qubit este cel mai puțin sensibilă la un astfel de zgomot, este, de asemenea, punctul în care poate fi lucrat cu cel mai rapid. Această abordare deschide posibilitatea scalării potențiale a qubiturilor către un computer mini-cuantic bazat pe o „matrice” de biți.
Oamenii de știință din Stuttgart au pus la îndoială existența fluidelor cuantice de spin
Fluidul de centrifugare este un magnet foarte raro stare a materiei în care, spre deosebire de majoritatea materialelor, rotirile nu sunt comandate nici măcar la temperaturi ultra-mici, ci formează stări colective încurcate. Din acest motiv, lichidele de centrifugare sunt considerate un mediu promițător pentru crearea unui computer cuantic topologic (rezistent la erori).
Până acum, existența fluidelor de spin a fostconfirmată numai prin măsurători indirecte și anumite ipoteze teoretice. Oamenii de știință de la Universitatea din Stuttgart au folosit pentru prima dată tehnica spectroscopiei de rezonanță a spinului de bandă largă pentru a studia procesul de ordonare într-un lichid de rotire și au constatat că atunci când temperatura scade, are loc un proces neașteptat de formare a perechilor de spin separate spațial, care probabil respinge opiniile asupra proprietăților fundamentale ale acestei forme exotice de materie.
Qubitele feline au făcut computerul cuantic mai tolerant la erori
Un grup de oameni de știință Amazon condus de FernandoBrandao a dezvoltat un nou design pentru un computer cuantic care este tolerant la erori. Ei au folosit așa-numiții qubiți de pisică, sau qubiți într-o suprapunere de stări coerente cu faze opuse. Ideea este că, odată ce un astfel de qubit este stabilizat, erorile de inversare a biților devin extrem de rare, iar erorile de inversare a fazei devin mai frecvente. Și pentru a vă proteja împotriva erorilor de inversare de fază, puteți utiliza corectarea activă a erorilor.
Cercetătorii au efectuat simulări completezgomot, inclusiv un studiu aprofundat al proceselor de flip bit rare. Folosind arhitectura propusă în lucrare și corecția activă a erorilor se obține o eroare logică de 2,7 × 10-8 folosind doar nouă qubiți din codul de date - o îmbunătățire de peste cinci ordine de mărime comparativ cu qubiți complet neprotejați.
Un nou cod de corectare a erorilor vă permite să lucrați în medii cu zgomot ridicat
Printre numeroasele coduri de corectare a erorilor, existăașa-numitele coduri de suprafață. Pentru a le reprezenta, se folosește o rețea bidimensională, pe marginile căreia se află qubits. Unele dintre ele sunt implicate în calcule, iar cealaltă parte ajută la identificarea și corectarea erorilor. Codurile de suprafață sunt utilizate, de exemplu, de Google în dispozitivele sale supraconductoare.
Cercetători de la Universitatea din Sydney subConducerea lui Benjamin Brown a reușit să dezvolte un cod care era de două ori mai eficient decât cele existente. Autorii l-au testat pe sisteme mici și au arătat că noul cod necesită mai puține qubits fizice suplimentare pentru a corecta erorile și, în unele cazuri, depășește estimarea teoretică. Datorită robusteții lor la zgomot, noile coduri sunt promițătoare pentru aplicațiile din sistemele mari, unde vor necesita mult mai puțini qubit-uri suplimentare.
Programe cuantice naționale
Lansarea platformelor cloud interne pentru accesul la computerele cuantice
Russian Quantum Center a deschis accesul la cloudla emulatorul de calcul cuantic SimCIM, care utilizează algoritmi clasici care simulează comportamentul sistemelor cuantice. Platforma cloud va fi utilă pentru rezolvarea problemelor de optimizare discretă, precum și pentru analiza efectului economic al introducerii arhitecturilor de calcul cuantic.
În viitor, platforma va oferi acces lacele mai recente calculatoare cuantice create ca parte a implementării Roadmap for Quantum Computing, precum și computere cuantice de la companii internaționale terțe. Pentru comoditatea companiilor client din diverse industrii, a fost creat un set de aplicații gata făcute pentru optimizare financiară, chimie cuantică, bioinformatică, logistică etc., precum și un set de instrumente pentru analiza comparativă a algoritmilor.
Baza fizică pentru a doua platformă,dezvoltat la Centrul pentru Tehnologii Cuantice de la Universitatea de Stat din Moscova, există două sisteme: un procesor cuantic bazat pe atomi neutri în capcane optice și un computer cuantic liniar-optic. În acest moment, simulatorii clasici de procesoare cuantice sunt la dispoziția utilizatorilor, în viitorul apropiat va fi posibil să obțineți acces la un cip optic real. Platforma vă permite să implementați și să testați aproape orice algoritmi cuantic-clasici cuantici și hibrizi.
Institutul Canadian a lansat un raport privind strategiile cuantice naționale din 46 de țări
Raportul de 57 de pagini conține o analiză a celor existenteîn lumea inițiativelor cuantice. În funcție de nivelul de dezvoltare al programelor naționale, țările sunt împărțite în patru categorii: 17 țări cu o strategie cuantică coordonată (inclusiv Rusia, SUA, China, Germania, Franța), trei țări cu o strategie cuantică în dezvoltare (Canada), 12 țări fără o strategie adoptată oficial, dar cu o pondere semnificativă a inițiativelor guvernamentale în domeniul cuantic (Australia, Danemarca, Finlanda) și 14 țări care participă la programe internaționale (Țările Baltice, Turcia, Polonia).
Printre diferitele măsuri de sprijin guvernamental:crearea de centre de cercetare și hub-uri de cercetare și dezvoltare, concursuri pentru granturi guvernamentale, investiții directe în proiecte cuantice și finanțare de risc. Potrivit autorilor raportului, majoritatea acestor măsuri au fost implementate în Rusia, cu excepția organizării de concursuri de granturi specializate în domeniul științei și tehnologiei cuantice.
Cele mai bune universități din domeniul calculelor cuantice
Experții de la portalul The Quantum Daily au numit cele mai bune 12 universități de cercetare din lume care au obținut succes în dezvoltarea sistemelor de calcul cuantic.
Printre acestea, cinci universități americane șiinstitute (Harvard, MIT, Universități din Maryland, Berkeley și Chicago) și câte o universitate din China (Universitatea de Știință și Tehnologie), Canada (Waterloo), Singapore (Universitatea Tehnologică Nanyang), Australia (Sydney), Germania (Ludwig și Maximilian la München) și Austria (Innsbruck).
Guvernul canadian investește 288 de milioane de dolari în cercetare cuantică în șapte ani
Canada este unul dintre liderii mondiali dindomeniul cercetării și dezvoltării cuantice, clasându-se pe primul loc în țările G7 în ceea ce privește cheltuielile în această zonă pe cap de locuitor. Cu toate acestea, spre deosebire de alte țări, Canada nu are un program cuantic acceptat formal.
Ca parte a măsurilor de restabilire a economiei dupăal pandemiei COVID-19, guvernul a formulat o propunere de buget pentru 2021 numită Planul de redresare, creștere și rezistență a locurilor de muncă. În special, este planificată alocarea a 288 milioane de dolari pentru dezvoltarea și finanțarea strategiei cuantice naționale. Programul implică dezvoltarea coordonată a cercetării fundamentale și aplicate și consolidarea conducerii țării în această direcție revoluționară.
Guvernul SUA anunță noi programe de finanțare pentru cercetarea cuantică
Departamentul de Energie alocă 25 de milioane de dolari pentru lucrări fundamentale privind dezvoltarea internetului cuantic, care implică crearea primului banc de testare la scară regională.
De asemenea, două noi programe sunt susținute de SUABiroul de cercetare al armatei: primul implică dezvoltarea unor metode fundamental noi pentru proiectarea, fabricarea și controlul qubiturilor pentru a le îmbunătăți stabilitatea în comparație cu dispozitivele moderne. Al doilea program are ca scop sprijinirea țintită a studenților absolvenți talentați și a cercetătorilor din rândul cetățenilor americani în domeniul procesării cuantice a informațiilor și al detectării cuantice.
Departamentul australian al apărării selectează NEC și D-Wave pentru provocările de logistică a apărării
Ca urmare a competiției, colaborareReprezentanța australiană a NEC Corporation - NEC Australia - și D-Wave Systems Inc. (Canada) a fost selectat ca executor al proiectului privind utilizarea calculului cuantic hibrid în rezolvarea problemei „ultimul mile” în logistică. Tehnologia dezvoltată este concepută pentru a optimiza utilizarea vehiculelor autonome pentru a realimenta diverse unități dintr-o bază de aprovizionare centrală.
NEC și D-Wave au încheiat un acord de parteneriat în noiembrie 2019 pentru a dezvolta în comun aplicații cuantice. Aceasta este prima astfel de interacțiune pentru companii cu clienți din afara Japoniei.
Un nou institut a fost creat în Finlanda pentru a coordona activitatea în domeniul tehnologiilor cuantice
Universitatea Aalto, Universitatea din Helsinki și CentrulCercetare tehnică Finlanda VTT a semnat un acord de cooperare în domeniul științei și tehnologiei cuantice sub auspiciile Institutului cuantic al Institutului finlandez Q. Prin unirea forțelor, părțile se străduiesc să mențină Finlanda în fruntea unui domeniu tehnologic global din ce în ce mai competitiv.
În prezent VTT împreună cu finlandeziistartup IQM lucrează la crearea primului computer cuantic în Finlanda. Acest proiect va servi ca o platformă inițială pentru activități de cercetare, inovare și comerciale în domeniul tehnologiilor cuantice.
Industria cuantică
PsiQuantum și GlobalFoundries încep producția în masă a componentelor procesoarelor fotonice
Startup-ul din California PsiQuantum esteliderul în investiții atrase în rândul tuturor companiilor cuantice (508,5 milioane dolari). Scopul său este de a dezvolta primul procesor cuantic fotonic din lume Q1, format dintr-un milion de qubiți.
Împreună cu GlobalFoundries, care se ocupă dePrin fabricarea contractuală a produselor cu semiconductori, PsiQuantum a demonstrat capacitatea de a fabrica și integra, pe echipamente standard, principalele componente ale unui procesor fotonic, inclusiv circuite optice, surse de fotoni unici și detectoare. Echipamentul special necesar pentru producția în serie de procesoare fotonice a fost deja instalat la două fabrici GlobalFoundries din New York (fotonică cu siliciu) și Dresda (componente electronice) și va fi în curând produs în serie.
NTT și Tokyo Institute of Technology studiază aplicațiile medicale ale mașinii Ising
Mașina Ising coerentă folosește cuanticaefecte într-un sistem de rotiri interacționale, dar nu este pe deplin un computer cuantic. Scopul său principal este rezolvarea problemelor de optimizare combinatorie. NTT Research și Tokyo Institute of Technology folosesc Ising Machine pentru a crea noi medicamente. Sarcina de calcul este de a găsi potrivirea optimă între un număr colosal de combinații de molecule de medicament și proteine țintă.
A doua zonă de aplicare este așa-numitul comprimatsondare - vă va permite să procesați seturi de date uriașe la viteză mare, aruncând rapid fragmente care nu conțin informații utile. Această abordare poate fi utilizată pentru a analiza imagistica prin rezonanță magnetică și imaginile cu tomografie computerizată.
Quantum Brilliance și Quantum South vor dezvolta soluții pentru optimizarea logisticii
Startup australian Quantum Brilliancedezvoltă o platformă cuantică bazată pe locurile libere de azot în diamant, capabilă să funcționeze la temperatura camerei. Colaborarea cu Quantum South (Uruguay) a început în 2018 și a vizat inițial dezvoltarea de soluții logistice folosind un emulator software al procesorului. Companiile au devenit finaliste ale Airbus Quantum Computing Challenge.
Companiile instalează acum doi qubitcomputer cuantic la centrul de supercalculator Pawsey din Perth, Australia, pentru a se integra cu un supercomputer clasic și a rezolva problemele de logistică într-un mediu hibrid. Este de așteptat ca, pe măsură ce dimensiunea procesorului crește și software-ul se dezvoltă, sistemul de calcul va depăși semnificativ dispozitivele clasice în ceea ce privește puterea de calcul.
Q-CTRL explorează optimizarea traficului în Australia
Departamentul Australian de TransportNew South Wales a anunțat o colaborare cu Q-CTRL pentru a utiliza un computer cuantic pentru a gestiona o rețea complexă de transport. Q-CTRL va aborda, de asemenea, una dintre problemele stringente pentru cel mai mare oraș australian Sydney - actualizarea programelor de transport public în timpul evenimentelor publice de masă. Capacitatea de a ajusta orarele în timp real poate îmbunătăți semnificativ eficiența rețelei de transport a unui oraș și poate reduce problemele de congestie.
Primul IBM Q System One instalat în Europa
Primul computer cuantic al IBM din afara SUAa fost instalat ca parte a unui proiect comun cu Fraunhofer-Gesellschaft. Aparatul este instalat la locația IBM Ehningen, lângă Stuttgart, pentru utilizarea exclusivă a Societății Fraunhofer și a partenerilor săi, ca parte a activităților Centrului de competență pentru calcul cuantic din Baden-Württemberg.
IBM Q System One va fi utilizat înîn conformitate cu legislația germană, care reprezintă un avantaj important pentru utilizatori în ceea ce privește protecția datelor și securitatea proprietății intelectuale. Instalarea celui de-al doilea computer cuantic IBM în afara SUA este planificată pentru acest an la Universitatea din Tokyo.
A fost creat un senzor cuantic capabil să monitorizeze întreaga gamă de frecvențe radio
Senzori cuantici pe baza atomilor Rydbergabia recent au început să fie folosite ca detectoare de radiații electromagnetice. Pentru prima dată, armata SUA a început să le dezvolte cu scopul de a monitoriza spațiul de frecvență radio folosind un singur detector de bandă largă pentru toate benzile de unde radio.
Într-o nouă lucrare, cercetătorii armatei americaneResearch Lab a demonstrat sensibilitatea ridicată a senzorului compact (1 cm) în intervalul de la 1 kHz la 1 THz și, de asemenea, l-a comparat cu receptoare alternative de bandă largă bazate pe cristale electro-optice și antene dipol.
Lidar cuantic va ajuta la detectarea scurgerilor de metan în timpul producției de petrol și gaze naturale
Tehnologia QLM (Marea Britanie) dezvoltatăun lidar atmosferic ultra-sensibil cu un detector cuantic cu un singur foton capabil să vizualizeze și să cuantifice scurgerile de metan din producția și utilizarea petrolului și a gazelor naturale.
Proiectul este susținut de BP, NationalGrid, AMETEK Land și guvernul britanic și lidar a fost unul dintre primele produse comerciale din cadrul programului național de tehnologie cuantică din Marea Britanie. Prima versiune a lidarului este disponibilă pentru testarea comercială în acest an, iar testele camerelor instalate pe vehiculele aeriene fără pilot vor începe în 2022.
Citeste mai mult:
Nebuloase, comete și pepiniere stelare: arată cea mai bună astrofotografie a anului
Datele de la sateliții spion au ajutat la aflarea cauzei topirii ghețarilor din Asia
Coronavirusul într-o peșteră: totul despre minerii chinezi care au suferit de pneumonie ciudată în 2012