Kvantový priemysel
- Ako distribuovať vakcíny proti COVID-19 pomocou kvantovej technológie
partnerstvo
Výsledkom spoločnej práce bolovýpočtová platforma založená na Digital Annealer, adiabatickom kvantovom počítači Fujitsu. Platforma výrazne optimalizovala distribúciu dostupných osobných ochranných prostriedkov pri minimalizácii najazdených kilometrov vozidiel a dodacej lehoty a na používanie bola schválená Ministerstvom obrany USA. Vytvorila tiež „platformu na distribúciu vakcín“, čo je efektívne riešenie na efektívnu distribúciu vakcín proti COVID-19 v reakcii na rýchlo sa meniaci dopyt. Účinnosť oboch algoritmov sa zvyšuje exponenciálne s pridaním rôznych premenných a veľkých súborov údajov z rôznych zdrojov.
Plánuje sa, že „platforma na distribúciu vakcín“ bude k dispozícii na používanie a nový zber údajov miestnymi samosprávami v celej krajine, čo by malo výrazne urýchliť očkovanie obyvateľov USA.
- Prečo sú generátory kvantových náhodných čísel také populárne po celom svete
Podľa spoločnosti, globálny trh pre kvantovégenerátory náhodných čísel (QRNG) narastú do roku 2026 na 7,2 miliárd dolárov. Odborníci sa domnievajú, že trh bude čeliť mnohým fúziám a akvizíciám a nakoniec ho bude formovať niekoľko významných vodcov. Je to spôsobené relatívne ľahkým vstupom technologických spoločností na tento trh spolu s následnými ťažkosťami pri umiestňovaní produktu a dosahovaní udržateľných ziskov pre malých vývojárov.
Správa IQT
Podľa predpovedí IQT je najväčším spotrebiteľom QRNG sTrhový objem 3,1 miliardy USD budú predstavovať dátové centrá. Výrazný nárast tržieb (až 2,2 miliardy USD do roku 2026) sa očakáva aj vo finančnom sektore, najmä pre problémy informačnej bezpečnosti a finančného modelovania metódou Monte Carlo.
- Ako funguje kvantová platforma založená na fotonických čipoch?
Kanadský startup Xanadu využívajúci štandard avyrobil integrovaný optický čip na báze nitridu kremíka ľahko škálovateľnou technológiou, ktorá implementuje takzvaný zhlukovaný (zapletený) stav svetla, ktorý je nevyhnutný na vykonávanie kvantových výpočtov. Na vytvorenie tohto stavu optické mikrodutiny vo vnútri čipu prevádzajú bežné laserové svetlo na typ kvantového svetla, ktorý sa nazýva stlačené svetlo a ktoré sa potom prepletie pomocou siete zrkadiel, rozdeľovačov lúčov a optických vlákien.
Pomocou nového zariadenia to vedci dokázalidemonštrujú nielen gaussovské bosonické vzorkovanie, ale aj riešenie dvoch problémov, ktoré majú priamy praktický význam: výpočet vibračných spektier molekúl a určenie podobnosti matematických grafov reprezentujúcich rôzne molekuly.
- Prečo sa kvantové strojové učenie používa pri analýze biomarkerov rakoviny
Crown Bioscience (dcérska spoločnosť JSR LifeSciences, USA) a Cambridge Quantum Computing (CQC, UK) oznámili začiatok spoločnej práce na využití kvantových počítačov pri tvorbe liekov na liečbu onkologických ochorení. Spoločnosti plánujú vyvinúť stratégiu pre aplikáciu algoritmov kvantového strojového učenia v bioinformatike s využitím databázy predklinického a translačného výskumu v onkológii nahromadenej za 15 rokov a najnovšieho vývoja CQC v oblasti kvantových algoritmov.
V prvej fáze spolupráce, kvantAlgoritmy vyvinuté CQC pre zariadenia NISQ sa použijú na analýzu genetickej databázy na identifikáciu nových multigénových biomarkerov rakoviny.
- Ako sú výroba ropy a kvantové technológie „priateľské“
ExxonMobil spoločneBoli vyvinuté kvantové algoritmy pre optimalizáciu systému námornej kontajnerovej dopravy. Námorná logistika predstavuje asi 90% všetkej obchodnej prepravy a vytvorenie optimálnych dodávateľských reťazcov na zníženie celkového času prepravy a zohľadnenie dopravných priorít je zložitou výpočtovou úlohou. IBM testovala použiteľnosť optimalizačných algoritmov pomocou kvantového emulátora na platforme Qiskit a podrobne opísala rôzne prípady použitia pre kvantovú optimalizáciu a technické podrobnosti vytvárania výpočtových riešení.
Konkrétne podrobnosti o spolupráci IBM s bp zatiaľ nebolisú zverejnené. Je len známe, že hlavnou úlohou ich interakcie je zvýšenie účinnosti energetického systému na zníženie emisií skleníkových a toxických plynov do atmosféry. bp tiež oznámila svoje rozhodnutie vstúpiť do IBM QNetwork ako priemyselný partner.
- Prečo sa spoločnosť Microsoft sťahuje s dôkazom o majoránskom fermióne
Detekcia Majorana fermiónov je dôležitá prevývoj topologického qubitu je pre Microsoft kľúčovým cieľom. Teoreticky by tento typ qubitu bol oveľa odolnejší voči hluku a skresleniu prostredia a znížil by požiadavky na korekciu chýb kvantového počítača odolného voči chybám.
Zakladajúci článok výskumníkov zholandské laboratórium spoločnosti Microsoft a Delft University of Technology obsahovalo údaje o prvých experimentálnych dôkazoch o existencii kvaničastice Majorana na svete. Po vedeckej diskusii v apríli 2019 spoločnosť Nature k článku pridala „redakčné vyjadrenie znepokojenia“ a v máji 2020 Výbor pre integritu technologického výskumu na univerzite v Delfte začal vyšetrovanie, ktoré ešte nebolo ukončené. Vo februári 2021 autori publikovali predtlač nového článku o arXiv, pričom uznali, že predchádzajúce závery boli predčasné, a analýza experimentálnych údajov, ktoré nie sú uvedené v pôvodnom článku, je v rozpore so záverom o detekcii kvázičastíc Majorana.
Výskum a vývoj
- Ako aplikovať kvantové algoritmy na výpočtovú biológiu
Vedci z ruského Kvantového centra a spoločnosti Skoltechidentifikovali niekoľko oblastí, v ktorých môže byť kvantová analýza v biológii užitočná v blízkej budúcnosti. Medzi prakticky dôležité úlohy patrí napríklad štúdium nitázaázy - enzýmu, ktorý vykonáva proces fixácie atmosférického dusíka. Nitrogenáza hrá dôležitú úlohu pri obohacovaní pôdy a vodných útvarov viazaným dusíkom a používa sa tiež pri priemyselnej výrobe amoniaku. Tiež sa javí ako realistické vyriešiť problém predpovedania trojrozmernej štruktúry proteínu s cieľom kvalitatívne urýchliť tvorbu nových liekov, určiť transkripčný faktor proteínov viažucich DNA, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v génovej transkripcii, ako aj vznik efektívnych a nákladovo efektívnych výpočtových riešení problémov zhromažďovania genómov.
Prvé významné výsledky z aplikáciekvantové algoritmy v bioinformatike sa očakávali 2-3 roky. Ďalší krok bude súvisieť s industrializáciou kvantových počítačov a škálovaním ich aplikácií.
- Čo dokázala kvantová nadradenosť pri riešení praktického matematického problému
Kvantová nadvláda už bolapreukázané na problémoch náhodného generovania strún a vzorkovania bozónov. Z aplikovaného hľadiska tieto úlohy nepredstavujú žiadnu hodnotu - ukazujú schopnosti kvantových počítačov a ich budúcnosť ako celok.
Medzinárodný tím fyzikov pod vedenímIordanis Kerenidis z parížskej univerzity dokázal experimentálne ukázať, že kvantový počítač je rýchlejší ako klasický pri kontrole riešenia problému splniteľnosti booleovských vzorcov a zohľadnil všetky možné reálne obmedzenia, ktoré pri experimente vznikajú.
Kontrola sa uskutočňovala lineárnym spôsobomoptická schéma v polynomiálnom čase, na rozdiel od exponenciálneho času, ktorý by vyžadovala klasická kalkulačka. Výzva na overenie riešenia predstavuje krok k skutočným aplikáciám. Fyzici navrhujú používať výkonné kvantové počítače na riešenie problémov a na kontrolu správnosti riešení na menej výkonných strojoch.
- Ako používať kvantovú korekciu chýb na zlepšenie presnosti merania
Existujúce metódy opravy chýb súaktívne, to znamená, že vyžadujú pravidelnú kontrolu chýb systému a ich okamžitú opravu. To si vyžaduje dostatok hardvérových zdrojov, a preto bráni škálovaniu kvantových počítačov. Tím na univerzite v Massachusetts v Amherste, ktorý viedol Chen Wang, implementoval nový typ korekcie kvantovej chyby, pri ktorej sa chyby opravujú spontánne.
V experimente prebiehajú nepretržiteoprava chyby využíva riadené disipatívne komunikačné procesy s prostredím alebo rezervoárom. Obvody na disipatívnu korekciu chýb pracujú nepretržite a nevyžadujú merania ani spätnoväzbové operácie. Výsledná zvýšená doba súdržnosti vedie k významne zlepšenej presnosti kvantového merania. Nová metóda je plne kompatibilná s existujúcimi metódami stabilizácie fázy a korekcie chýb.
- Kedy sa objaví kvantový internet
Vedci z laboratória Andrewa Clelanda(Andrew Cleland) Chicagskej univerzite sa po prvý raz podarilo zapliesť dva samostatné qubity ich pripojením pomocou kábla. V rámci experimentu vedci vytvorili dva kvantové uzly, z ktorých každý obsahoval tri supravodivé qubity. Vedci pomocou metrového supravodivého kábla na spojenie uzlov vybrali vedci potom jeden qubit v každom uzle a zviazali ich dohromady, pričom cez kábel vysielali kvantové stavy. Zapletenie sa rozšírilo na ďalšie qubity v každom uzle. Vedci teda „zintenzívnili“ zapletenie qubitov, kým nebolo všetkých šesť qubitov v dvoch uzloch spojených v jednom globálne zapletenom stave.
V ďalšom fyzickom diele v DelfteTechnická univerzita v Holandsku prepojila tri vzdialené kvantové zariadenia založené na diamantových qubitoch takým spôsobom, že akékoľvek dve zariadenia v sieti sú vzájomne zamotané qubits. Sieť poskytovala komunikáciu v reálnom čase, distribuovala skutočné viacdielne stavy zapletenia medzi tri uzly a vymieňala si spletence cez medziľahlý uzol.
Nakoniec tím z Purdue Universityimplementoval programovateľný spektrálne selektívny optický prepínač pre škálovateľnú kvantovú informačnú sieť, schopnú nezávisle riadiť rôzne kanály oddelené vlnovou dĺžkou bez straty fotónov.
- Ako funguje uhlíkový qubit a ako sa správa pri izbovej teplote
Austrálska spoločnosť Archer Materialsvyvíja kvantové čipy určené na prevádzku pri izbovej teplote a na základe pôvodnej technológie uhlíkových qubitov. Archer úspešne vykonal priame meranie bipolárneho odporu materiálu qubit, ktorý je hlavnou súčasťou čipu 12CQ, pri izbovej teplote. Vývojárom sa podarilo reprodukovateľne zaznamenať krivky prúdového napätia v rôznych napäťových rozsahoch ako na samostatných izolovaných qubitoch, tak na dvoch qubitoch a qubitových zoskupeniach. Qubits väčšinou prežili merania bez poškodenia alebo zmien v elektronickej štruktúre.
Získané údaje potvrdzujú schopnosť uhlíkových qubitov pracovať za podmienok používaných vo funkčných polovodičových zariadeniach pri izbovej teplote.
- Kto dokázal implementovať najväčšie spracovanie prirodzeného jazyka na kvantovom počítači
Cambridge Quantum Computing (CQC) v novom dieleprezentuje výsledky prvých experimentov so spracovaním prirodzeného jazyka na kvantovom počítači IBM pre súbory údajov o veľkosti sto a viac viet. Tento výskum predstavuje doteraz najväčšiu experimentálnu implementáciu úloh spracovania prirodzeného jazyka na kvantovom počítači.
V experimente boli vety prezentované akoparametrizované kvantové obvody a významy slov ako kvantových stavov, ktoré sa „zamotávajú“ v súlade s gramatickou štruktúrou vety.
Práca obsahuje aj podrobný popis procesukvantové spracovanie prirodzeného jazyka, o ktorom sa vývojári domnievajú, že by malo komunite NLP uľahčiť používanie kódovania spracovania kvantového jazyka.
Národné kvantové programy
- Aké technológie budú prijaté v Kanade?
Dokument, ktorý predložilo ministerstvo národnej obrany a kanadské ozbrojené sily, identifikuje prioritné úlohy výskumu a vývoja v záujme rezortu armády:
- Gravimetrické senzory na detekciu objektov skrytých za stenami.
- Kompaktné širokopásmové elektromagnetické snímače, ktoré nahradia tradičné antény.
- Tajné radary.
- Veľmi presné diaľkomery schopné zvládať rušenie a náročné trajektórie.
- Ultrasenzitívne chemické detektory.
- Kompaktné inerciálne snímače, ktoré nahradia navigačný systém GPS.
Ministerstvo plánuje stimulovať kvantuminovácie v krajine, ako aj investície do popredného svetového kvantového vedeckého a technologického rozvoja a uľahčenie prenosu kvantových technológií z laboratória do fungujúcich prototypov.
- Kto v Nemecku vytvorí kvantové procesory
Spolkové ministerstvo školstva avýskum pridelí 14,5 milióna eur na vývoj prototypu národného kvantového počítača na supravodivej platforme, ktorý bude nainštalovaný v inštitúte Waltera Meissnera v Bavorskej akadémii vied. Projekt s kódovým označením GeQCoS (nemecký kvantový počítač založený na supravodivých Qubits) zahŕňa aj Technickú univerzitu v Mníchove, Karlsruhe Institute of Technology, Univerzitu v Erlangene-Norimbergu, Výskumné centrum Jülich, Fraunhoferov inštitút pre aplikovanú fyziku pevných látok a veľký európsky výrobca polovodičov Infineon Technologies.
Ďalší grant vo výške 12,4 milióna eur budepridelené konzorciu Quantum Project Consortium, ktoré pracuje na vytvorení kvantových procesorov pre špecifické aplikácie. Konzorcium zahŕňa startupy ParityQC a IQM, Infineon Technologies, Jülich Research Center, Free University of Berlin a Leibniz Supercomputing Center. Očakáva sa, že projekt bude trvať štyri roky a zahŕňa vývoj 54-qubitového kvantového procesora.
- Kto sa pripojil k Stredoatlantickej kvantovej aliancii
Konzorcium vedeckých a priemyselných organizácií boloorganizovaná University of Maryland pôvodne ako regionálna komunita, ktorá zahŕňa niekoľko významných univerzít a spoločností, vrátane CCDC Army Research Laboratory, Northrop Grumman, Lockheed Martin, IonQ, Booz Allen Hamilton a AWS. Neskôr bola premenovaná na Stredoatlantickú kvantovú alianciu, aby odrážala jej zväčšenú geografiu. Novými členmi Aliancie sú IBM, National Institute of Standards and Technology (NIST), Protiviti, Quantopo, Quaxys, Bowie State University, Georgetown University, Pittsburgh Quantum Institute, University of Delaware and Virginia Tech. Medzi účastníkmi je teraz celkovo 24 hlavných univerzitných, vládnych a priemyselných partnerov.
Obrázok
Medzi úlohy Aliancie patrí spoločný vývoj inovatívnych technológií, stimulovanie nových objavov v kvantovej vede, ako aj podpora kvantových startupov a školenie zamestnancov.
- Prečo Izrael vyčleňuje 60 miliónov dolárov na vytvorenie kvantového počítača
Izraelské ministerstvo obrany a úradinovácie vyhlásili súťaž o vytvorenie kvantového počítača s 30-40 qubitmi. Grant vo výške 60 miliónov dolárov budú mať k dispozícii izraelské podniky aj univerzity a medzinárodné spoločnosti. Víťaz bude musieť nastúpiť do práce do konca roka.
Vložiť fotku:Obrázok
Nový projekt je súčasťou národnejIzraelské iniciatívy v oblasti kvantovej technológie s celkovým rozpočtom 380 miliónov dolárov. V súčasnosti je v Izraeli iba niekoľko startupov, ako napríklad Classiq Technologies a Quantum Machines, ktoré vyvíjajú hardvér alebo softvér pre kvantové počítače.
Zhrnutie:zvýšil sa vplyv národných programov, vzrástla výška investícií, spojili sa najväčší komerční vývojári kvantových technológií s priemyselnými spoločnosťami. Plnú verziu prehľadu nájdete na webovej stránke ruského kvantového centra.
Pozri tiež:
Vynaliezavosť vrtuľníka úspešne štartuje na Marse
Bola vytvorená prvá presná mapa sveta. Čo je zlé na všetkých ostatných?
NASA povedala, ako budú dodávať vzorky Marsu na Zem