Forskning och utveckling
Australiska forskare har utvecklat ultrasnabb hålspin
En av utmaningarna för att utveckla spin qubitsär förlusten av deras sammanhang med en ökning av arbetshastigheten. En ny studie av australiensiska forskare (FLEET, CQC2T) i samarbete med kollegor från University of British Columbia (Kanada) indikerar att en avvägning mellan hastighet och koherens kan uppnås genom att använda hål som en qubit, som beter sig som positivt laddade elektroner. Hål qubits, till skillnad från elektroniska, är mycket mindre utsatta för oönskade fluktuerande elektriska fält som finns i något material. Dessutom är den "gyllene medelvägen", där hålkvittan är minst känslig för sådant brus, också den punkt där den kan arbetas med de snabbaste. Detta tillvägagångssätt öppnar möjligheten att potentiellt skala qubits till en minikvantdator baserad på en "array" med bitar.
Forskare från Stuttgart ifrågasatte förekomsten av kvantspinnvätskor
Spinnvätska är en mycket sällsynt magnetett tillstånd av materia där, till skillnad från de flesta material, snurrarna inte beställs ens vid ultralåga temperaturer, utan bildar kollektiva intrasslade tillstånd. Av denna anledning anses spinnvätskor som ett lovande medium för att skapa en topologisk (felsäker) kvantdator.
Fram till nu har det funnits spinnvätskorbekräftas endast av indirekta mätningar och vissa teoretiska antaganden. Forskare från universitetet i Stuttgart använde tekniken för bredbands -spin -resonansspektroskopi för första gången för att studera beställningsprocessen i en centrifugeringsvätska och fann att när temperaturen sjunker inträffar en oväntad process för bildning av rumsligt separerade spinnpar, vilket förmodligen vederläggs åsikterna om de grundläggande egenskaperna hos denna exotiska form av materia.
Feline qubits gjorde kvantdatorn mer fultolerant
En grupp Amazon-forskare ledda av FernandoBrandao har utvecklat en ny design för en kvantdator som är feltolerant. De använde så kallade cat qubits, eller qubits i en superposition av koherenta tillstånd med motsatta faser. Tanken är att när en sådan qubit väl har stabiliserats blir bit-flip-fel extremt sällsynta och phase-flip-fel blir vanligare. Och för att skydda mot fasomkastningsfel kan du använda aktiv felkorrigering.
Forskare utförde fullständiga simuleringarbrus, inklusive en fördjupad studie av sällsynta bit-flip-processer. Genom att använda den arkitektur som föreslås i arbetet och aktiv felkorrigering kan du uppnå ett logiskt fel på 2,7 × 10-8 med endast nio qubits av datakoden - en förbättring med mer än fem storleksordningar jämfört med helt oskyddade qubits.
Ny felkorrigeringskod låter dig arbeta i högljudda miljöer
Bland de många felkorrigeringskoderna finnsså kallade ytkoder. För att representera dem används ett tvådimensionellt gitter, på vars kanter qubits är belägna. Några av dem är involverade i beräkningar, och den andra delen hjälper till att identifiera och korrigera fel. Ytkoder används till exempel av Google i sina supraledande enheter.
Forskare från University of Sydney underBenjamin Browns ledarskap lyckades utveckla kod som var dubbelt så effektiv som de befintliga. Författarna testade det på små system och visade att den nya koden kräver färre ytterligare fysiska qubits för att rätta till fel och i vissa fall överstiger den teoretiska uppskattningen. På grund av sin robusthet mot buller är de nya koderna lovande för applikationer i stora system, där de kommer att kräva betydligt färre ytterligare qubits.
Nationella kvantprogram
Lansering av inhemska molnplattformar för åtkomst till kvantdatorer
Russian Quantum Center har öppnat molnåtkomsttill kvantberäkningsemulatorn SimCIM, som använder klassiska algoritmer som simulerar beteendet hos kvantsystem. Molnplattformen kommer att vara användbar för att lösa diskreta optimeringsproblem, samt för att analysera den ekonomiska effekten av att introducera kvantberäkningsarkitekturer.
I framtiden kommer plattformen att ge tillgång tillde senaste kvantdatorerna skapade som en del av implementeringen av Roadmap for Quantum Computing, samt kvantdatorer från tredje parts internationella företag. För att underlätta för kundföretag från olika branscher har en uppsättning färdiga applikationer för finansiell optimering, kvantkemi, bioinformatik, logistik, etc., samt en uppsättning verktyg för jämförande analys av algoritmer, skapats.
Den fysiska grunden för den andra plattformen,utvecklat vid Center for Quantum Technologies vid Moscow State University, finns det två system: en kvantprocessor baserad på neutrala atomer i optiska fällor och en linjär-optisk kvantdator. För närvarande är klassiska simulatorer av kvantprocessorer tillgängliga för användare, inom en snar framtid kommer det att vara möjligt att få tillgång till ett riktigt optiskt chip. Plattformen låter dig implementera och testa nästan alla kvant- och hybridkvantklassiska algoritmer.
Canadian Institute släppte en rapport om 46 länders nationella kvantstrategier
Den 57 sidor långa rapporten innehåller en analys av befintligai en värld av kvantinitiativ. Beroende på utvecklingsnivån för nationella program delas länder in i fyra kategorier: 17 länder med en samordnad kvantstrategi (inklusive Ryssland, USA, Kina, Tyskland, Frankrike), tre länder med en kvantstrategi under utveckling (Kanada), 12 länder utan en formellt antagen strategi, men med en betydande andel statliga initiativ på kvantområdet (Australien, Danmark, Finland) och 14 länder som deltar i internationella program (baltiska länder, Turkiet, Polen).
Bland de olika statliga stödåtgärderna:skapande av forskningscentra och FoU-hubbar, tävlingar om statsbidrag, direktinvesteringar i kvantprojekt och riskfinansiering. Enligt författarna till rapporten har de flesta av dessa åtgärder genomförts i Ryssland, med undantag för anordnandet av specialiserade bidragstävlingar inom området kvantvetenskap och teknik.
Bästa universitet inom kvantdatorer namngivna
Experter från The Quantum Daily-portalen utsåg de 12 bästa forskningsuniversiteten i världen som har nått framgång i utvecklingen av kvantberäkningssystem.
Bland dem fem amerikanska universitet ochinstitut (Harvard, MIT, University of Maryland, Berkeley och Chicago) och ett universitet vardera från Kina (University of Science and Technology), Kanada (Waterloo), Singapore (Nanyang Technological University), Australien (Sydney), Tyskland (Ludwig och Maximilian i München) och Österrike (Innsbruck).
Den kanadensiska regeringen investerar 288 miljoner dollar i kvantforskning på sju år
Kanada är en av världsledarna inominom kvantforskning och utveckling, rankad först bland G7 -länderna vad gäller utgifter inom detta område per capita. Men till skillnad från andra länder har Kanada inte ett formellt accepterat kvantprogram.
Som en del av åtgärder för att återställa ekonomin efterav covid-19-pandemin har regeringen formulerat ett budgetförslag för 2021 som heter Jobs Recovery, Growth and Resilience Plan. I synnerhet är det planerat att avsätta 288 miljoner dollar för utveckling och finansiering av den nationella kvantstrategin. Programmet förutsätter en samordnad utveckling av grundläggande och tillämpad forskning och förstärkning av landets ledarskap i denna genombrottsriktning.
Den amerikanska regeringen tillkännager nya finansieringsprogram för kvantforskning
Department of Energy avsätter 25 miljoner dollar för grundläggande arbete med utvecklingen av kvantinternet, vilket innebär skapandet av den första testbädden i regional skala.
Två nya program stöds också av U.S.Army Research Office: Det första innebär utvecklingen av grundläggande nya metoder för design, tillverkning och kontroll av qubits för att förbättra deras stabilitet jämfört med moderna enheter. Det andra programmet syftar till riktat stöd av begåvade doktorander och forskare bland amerikanska medborgare inom kvantinformationsbehandling och kvantavkänning.
Australiens försvarsdepartement väljer NEC och D-Wave för försvarslogistikutmaningar
Som ett resultat av tävlingen, samarbeteAustraliensiska representationskontor för NEC Corporation - NEC Australia - och D-Wave Systems Inc. (Kanada) valdes ut som utförare av projektet om användningen av hybrid kvantberäkning för att lösa "last mile"-problemet inom logistik. Den utvecklade tekniken är utformad för att optimera användningen av autonoma fordon för att återförsörja olika enheter från en central försörjningsbas.
NEC och D-Wave ingick ett partnerskapsavtal i november 2019 för att gemensamt utveckla kvantapplikationer. Detta är första gången ett företag har interagerat med kunder utanför Japan.
Ett nytt institut har skapats i Finland för att samordna arbetet inom kvantteknikområdet
Aalto universitet, Helsingfors universitet och centrumTeknisk forskning Finland VTT tecknade ett samarbetsavtal inom kvantvetenskap och teknik i regi av det etablerade finska kvanteinstitutetQ. Genom att gå samman strävar parterna efter att hålla Finland i framkant på ett allt mer konkurrenskraftigt globalt teknikfält.
För närvarande VTT tillsammans med finländarenstart IQM arbetar med att skapa den första kvantdatorn i Finland. Detta projekt kommer att fungera som en första plattform för vidare forskning, innovation och kommersiell verksamhet inom kvantteknologi.
Kvantindustri
PsiQuantum och GlobalFoundries påbörjar massproduktion av fotoniska processorkomponenter
Kalifornien startar PsiQuantum ärledande inom lockade investeringar bland alla kvantföretag ($ 508,5 miljoner). Målet är att utveckla världens första fotoniska kvantprocessor Q1 med en miljonbit.
Tillsammans med GlobalFoundries, som behandlarGenom kontraktstillverkning av halvledarprodukter visade PsiQuantum förmågan att på standardutrustning tillverka och integrera huvudkomponenterna i en fotonisk processor, inklusive en optisk krets, enkla fotonkällor och detektorer. Den specialutrustning som krävs för massproduktion av fotoniska processorer har redan installerats vid två GlobalFoundries-fabriker i New York (kiselfotonik) och Dresden (elektroniska komponenter) och kommer snart att massproduceras.
NTT och Tokyo Institute of Technology Study Ising Machine Applications in Medicine
Den sammanhängande Ising -maskinen använder kvanteffekter i ett system med interaktiva snurr, men är inte helt en kvantdator. Dess huvudsakliga syfte är att lösa kombinatoriska optimeringsproblem. NTT Research och Tokyo Institute of Technology använder Ising Machine för att skapa nya läkemedel. Beräkningsuppgiften är att hitta den optimala matchningen mellan ett kolossalt antal kombinationer av läkemedelsmolekyler och målproteiner.
Det andra tillämpningsområdet är den så kallade komprimeradesondering - gör att du kan bearbeta enorma datamängder med hög hastighet och snabbt kasta fragment som inte innehåller användbar information. Detta tillvägagångssätt kan användas för att analysera magnetisk resonansavbildning och datortomografibilder.
Quantum Brilliance och Quantum South ska utveckla lösningar för att optimera logistiken
Australisk start Quantum Brillianceutvecklar en kvantplattform baserad på kvävevakanser i diamant, som kan fungera vid rumstemperatur. Samarbetet med Quantum South (Uruguay) inleddes 2018 och var inledningsvis inriktat på att utveckla logistiklösningar med hjälp av en mjukvaruemulator för processorn. Företagen blev finalister i Airbus Quantum Computing Challenge.
Företag installerar nu två-qubitkvantdator vid Pawsey superdatorcenter i Perth, Australien, för att integrera med en klassisk superdator och lösa logistikproblem i en hybridmiljö. Det förväntas att när storleken på processorn ökar och mjukvaran utvecklas, kommer datorsystemet att avsevärt överträffa klassiska enheter när det gäller datorkraft.
Q-CTRL utforskar trafikoptimering i Australien
Australian Department of TransportNew South Wales har meddelat ett samarbete med Q-CTRL för att använda en kvantdator för att hantera ett komplext transportnätverk. Q-CTRL kommer också att ta itu med en av de akuta frågorna för den största australiensiska staden Sydney - att uppdatera kollektivtrafikens tidtabeller under offentliga massevenemang. Möjligheten att justera tidtabeller i realtid kan avsevärt förbättra effektiviteten i en stads transportnät och minska trängselproblem.
Första IBM Q System One installerat i Europa
IBM:s första kvantdator utanför USAinstallerades som en del av ett gemensamt projekt med Fraunhofer-Gesellschaft. Maskinen är installerad på IBM:s anläggning i Eningen, nära Stuttgart, för exklusiv användning av Fraunhofer Society och dess partners som en del av Competence Center for Quantum Computing Baden-Württembergs verksamhet.
IBM Q System One kommer att användas ii enlighet med tysk lag, vilket är en viktig fördel för användarna när det gäller dataskydd och immateriella rättigheter. Installation av den andra IBM -kvantdatorn utanför USA är planerad för detta år vid Tokyos universitet.
En kvantsensor som kan övervaka hela radiofrekvensområdet har skapats
Kantsensorer baserade på Rydberg -atomerbara nyligen har de börjat användas som detektorer för elektromagnetisk strålning. För första gången började de utvecklas av den amerikanska militären i syfte att övervaka radiofrekvensutrymme med en enda bredbandsdetektor för alla radiovågband.
I ett nytt arbete, US Army militära forskareResearch Lab visade den höga känsligheten hos den kompakta (1 cm) sensorn i området från 1 kHz till 1 THz, och jämförde den även med alternativa bredbandsmottagare baserade på elektrooptiska kristaller och dipolantenner.
Quantum lidar kommer att hjälpa till att upptäcka metanläckor under olje- och naturgasproduktion
QLM Technology (UK) utveckladen ultrakänslig atmosfärisk lidar med en kvantenkelfotondetektor som kan visualisera och kvantifiera metanläckor från olje- och naturgasproduktion och användning.
Projektet stöds av BP, NationalGrid, AMETEK Land och Storbritanniens regering och lidar var en av de första kommersiella produkterna under Storbritanniens nationella kvantteknologiprogram. Den första versionen av lidaren är tillgänglig för kommersiella tester i år och tester av kameror installerade på obemannade flygbilar kommer att påbörjas 2022.
Läs mer:
Nebulosor, kometer och stjärnplantskolor: visar årets bästa astrofotografi
Data från spionattsatelliter hjälpte till att ta reda på orsaken till smältande glaciärer i Asien
Coronavirus i en grotta: allt om kinesiska gruvarbetare som led av konstig lunginflammation 2012