Упркос пандемији, развој у области квантног рачунарства није стао: глобални ИТ гиганти
Истраживање и развој
Најбржи генератор случајних бројева
Случајни бројеви су кључникриптографија и нумеричко моделовање. Тим научника из Руског квантног центра, заједно са колегама са Универзитета Оксфорд, Голдсмитхс колеџа и Слободног универзитета у Берлину, најављује развој ултрабрзог оптичког уређаја способног да генерише гарантовану насумичну секвенцу при брзини од 8,05 ГБ у секунди, што га чини најбржим генератором случајних бројева до данас. Раније створени прототипови таквих уређаја имали су брзину за неколико редова мању.
Развијена технологија може бити основапроизводња комерцијалних уређаја са широким спектром примене. Тако је Самсунг недавно представио мобилни телефон са квантним генератором случајних бројева, што указује на потражњу за овом технологијом на масовном тржишту.
Квантна мрежа заснована на беспилотним летелицама
Заплетени фотони су претходно успешно пребачени уудаљеност је више од хиљаду километара између сателитских и земаљских станица, али сада је тим научника са Универзитета Нањинг показао да се сигурна комуникација може успоставити помоћу прилично јефтине опреме.
У овом експерименту квантна мрежа је билаимплементирано коришћењем два слободна летења дрона у ваздуху на удаљености од 400 метара један од другог и на удаљености од 200 метара од њихових земаљских пријемних станица. Укупно, узимајући у обзир висину летова беспилотних летелица, квантни комуникациони канал кроз ваздух имао је укупну дужину од око километар. Копнене станице за пријем фотона биле су наоружане телескопима са отвором бленде 26 мм и пријемницима са једним фотоном.
Такво решење ће омогућити брзо било гдеприменити сигурне оперативне комуникационе канале. Убудуће, тим планира повећати величину мреже користећи више дронова који могу преносити шифроване поруке или податке на квантни рачунар на велике удаљености.
Квантна телепортација
Истраживачки тим који се састоји одпредставници америчких и канадских универзитета и компанија под вођством Панаиотиса Спензоуриса (Ферми Натионал Аццелератор Лаборатори) демонстрирали су стабилан пренос квантног стања кубита на удаљеност од 44 километра.
Квантна телепортација је многима неопходнаквантне информационе апликације, укључујући и такозвани квантни интернет. Фермилабов експеримент користио је конвенционалне сензоре са једним фотоном и оптичке телекомуникационе мреже.
Тачност преноса квантног стања уексперимент је био 90%, што се сматра изузетно високом вредношћу. У будућим експериментима научници ће поставити нови рекорд у домету телепортације и броју спојених кубита надоградњом система, који је планиран за други квартал 2021. У будућности ће ово помоћи у извођењу дистрибуираног квантног рачунарства попут кластерског, али без уских грла у облику ограничења пропусности мреже.
Решеткаста операција
Постојеће методе исправљања квантних грешака компликоване су чињеницом да њихова имплементација захтева стотине или чак хиљаде физичких кубита повезаних један са другим.
Тим Универзитета у Инзбруку под руководствомПрофесор Раинер Блатт је први известио о стварању два појединачна логичка кубита, заштићених од губитка квантних информација, постизању њиховог спајања и преносу логичких информација између њих. Ово је постигнуто у квантном процесору заснованом на јонским замкама, који се састоји од само десет физичких кубита, и користећи такозвану решеткасту хирургију. Ова техника омогућава да се логички кубити комбинују или раздвоје извођењем специфичних логичких операција на делу основних физичких кубита.
Метода која се користи захтева знатно мањевише операција за стварање спајања кубита од традиционалних приступа, а демонстрирање таквих операција - основних градивних елемената за квантно рачунање - важан је корак ка практичној имплементацији квантног рачунарства отпорног на грешке.
Квантна индустрија
Молекуларна поређења
Фармацеутска индустрија је изузетно заинтересована за појаву нових технологија за стварање лекова, укључујући коришћење квантно -молекуларног моделирања и скрининга.
Немачки фармацеутски гигант БоехрингерИнгелхајм, познат по својим развојима у компјутерском дизајну лекова и силиконом моделирању, удружио је снаге са Гуглом у области квантног рачунарства.
И швајцарска фармацеутска компанија Роцхезапочиње сарадњу са британским Цамбридге Куантум Цомпутинг -ом, у коме ће се користити методе квантног рачунарства за проналажење нових метода лечења болести.
Раније је објављено да је Американацбиотехнолошка компанија Биоген партнер је са стартап -ом 1Кбит на пилот пројекту чији је циљ убрзање откривања лекова коришћењем квантних рачунара за молекуларна поређења. Користећи квантни скрининг великог броја молекула, она планира да пронађе нове ефикасне лекове за неуродегенеративне болести попут мултипле склерозе, Алцхајмерове и Паркинсонове болести.
Вишефазни токови
Акер БП (велика независна компанија за истраживање и производњу нафте у Европи – Хи-Тецх) и ЦКЦ су креирали алгоритам за квантно машинско учење за класификацију вишефазних токова.
Вишефазни токови у цевоводном транспортузахтевају прилично пажљиво праћење, праћење, анализу и управљање. Алгоритам омогућава полиномску анализу временског тока и имплементиран је на ИБМ квантном процесору.
Класификатор тестиран на Акер подацимаБП, потребно је само неколико кубита да се подударају са перформансама класичне машине за подржавање вектора (СВМ) са нелинеарним језгрима. То је једна од најранијих примена решења квантног машинског учења из доба НИСК-а у енергетском сектору.
Делови за БМВ
Немачки произвођач аутомобила започео је експеримент за оптимизацију система набавке и снабдевања за производне компоненте помоћу квантног рачунара.
Обично у производном циклусупроизвођачи аутомобила разматрају стотине опција снабдевања од различитих продаваца са различитим роковима испоруке и трошковима делова. Избор оптималног кола је застрашујући рачунски задатак. БМВ планира да изврши прве прорачуне на рачунару Хонеивелл Х0, а касније пређе на моћнији систем Х1. Претпоставља се да ће се рачунарска предност у односу на класичне рачунарске системе постићи за годину и по до две године.
У октобру 2020, други велики произвођач аутомобила, Тојота, најавио је покретање сличног пројекта за оптимизацију своје логистичке мреже.
Криостат за растварање
Пионир у растварању криостата,Окфорд Инструментс НаноСциенце је најавио партнерство са Окфорд Куантум Цирцуитс, који ће први у свету прихватити испоруку следеће генерације Протеок Цриофрее® расхладног система.
Ниске температуре су неопходне за откривањесуптилни квантни ефекти скривени шумом топлотних вибрација, али ефикасно хлађење остаје озбиљан проблем у многим имплементацијама квантних система.
Нови криостат за растварање из Окфорд Инструментсобезбеђује високу стабилност контроле температуре у мК опсегу и подржава велики број електричних прикључака, што олакшава интеграцију квантних процесора.
Квантни рачунари са јонским замкама
Стартуп ИонК најавио је трогодишњи савез саЦентар за подршку квантним информацијама (К Центер) је независна организација основана на Универзитету Сунгкиункван у Јужној Кореји како би формирала национални истраживачки екосистем у области квантних информационих наука.
Сарадња ће створити квантумрачунари са ИонК јонским замкама доступни истраживачима и студентима у Јужној Кореји. ИонК сматра високотехнолошко јужнокорејско тржиште важно за ширење сопствене технологије.
Национални квантни програм Јужне Кореје почео је 2019. године и предвиђа стварање квантног процесора од пет кубита у року од пет година.
Национални квантни програми
1,8 милијарди евра за квантну индустрију
Француска је званично објавила одлукуинвестирати 1,8 милијарди евра у квантне технологије. Према плану који је представио француски председник Емануел Макрон, инвестиција је планирана за пет година. Француска влада ће повећати средства за квантну индустрију са садашњих 60 милиона евра на 200 милиона евра годишње. Још 200 милиона евра биће из Европске уније, а 550 милиона евра очекује се из приватног сектора.
Од ових средстава:
- око 780 милиона евра биће издвојено за стварање квантног рачунара;
- 250 милиона евра за квантне сензоре;
- 150 милиона евра за пост-квантну криптографију;
- 320 милиона евра за квантне комуникације;
- 300 милиона евра за сродне технологије као што је криогеника.
Са овим обимом улагања, Француска ће постати једна од водећих земаља које улажу у квантне технологије, заједно са Сједињеним Државама, Кином, Индијом и Немачком.
Баварска квантна иницијатива
Муницх Куантум биће креиран у Немачкојдолине, за чије ће деловање Баварска издвојити укупно 300 милиона евра. У квантној долини ће се налазити технолошки парк са добро опремљеним чистим просторијама, системима за производњу нано- и танкослојних материјала, као и развојним и испитним лабораторијама.
Главни задаци долине биће стварањеквантни рачунари, квантни симулатори за проналажење нових материјала, истраживања у области квантне метрологије за високо прецизна мерења електричних или магнетних поља и квантна криптографија.
Имајте на уму да Немачка већ има највећуЕУ има национални програм за развој квантних технологија. У јулу 2020, савезна влада је најавила продужење за наредних 10 година са буџетом од 2 милијарде евра уз општи квантни програм ЕУ.
Модуларни приступ
Приликом стварања квантних рачунара, њихов кључкомпоненте обично дизајнира и производи једна компанија, што је прилично скупо и захтева много времена. Како би убрзали развој националног квантног рачунара, неколико стартупова у Холандији сложило се да користи модуларни приступ: независне компаније ће се фокусирати на развој одређених елемената квантног рачунара како би их у будућности интегрирале у јединствени систем.
Чланови новог конзорцијума ИМПАКТ, створениУ ту сврху, стартапи су постали Оранге КС - добављач интегрисаних квантних система, Кблок - добављач квантног контролног стека, Делфт Цирцуитс - програмер квантне опреме за криогени улаз-излаз и Ку&Цо - програмер квантних алгоритми и софтвер.
За глобални квантум почела је 2021. годиназаједнице су што активније: јавна улагања у развој су порасла, број индустријских случајева и међународних истраживања се повећао. Пуна верзија сажетка може се наћи на веб страници Руског квантног центра.
Погледајте и:
Физичари су створили аналог црне рупе и потврдили Хокингову теорију. Куда води?
Побачај и наука: шта ће бити са децом која ће се родити
Израђује се нуклеарни ракетни мотор за летове до Марса. Како је опасно?