Pandemiye rağmen kuantum bilişim alanındaki gelişmeler durmadı: küresel bilişim devleri
Araştırma ve Geliştirme
En hızlı rastgele sayı üreteci
Rastgele sayılar anahtardırkriptografi ve sayısal modelleme. Rus Kuantum Merkezi'nden bir bilim insanı ekibi, Oxford Üniversitesi, Goldsmiths Koleji ve Berlin Özgür Üniversitesi'nden meslektaşları ile birlikte, 8.05 GB hızında garantili bir rastgele dizi oluşturabilen ultra hızlı bir optik cihazın geliştirildiğini duyurdu. ikincisi, onu bugüne kadarki en hızlı rastgele sayı üreteci yapıyor. Bu tür cihazların önceden oluşturulan prototipleri, birkaç kat daha düşük bir hıza sahipti.
Geliştirilen teknoloji temel oluşturabilirgeniş bir uygulama yelpazesine sahip ticari cihazların üretimi. Bu nedenle Samsung yakın zamanda kuantum rastgele sayı üretecine sahip bir cep telefonunu piyasaya sürdü ve bu da kitle pazarında bu teknolojiye olan talebi gösteriyor.
Drone tabanlı kuantum ağı
Dolaşık fotonlar daha önce başarıylaMesafe, uydu ve yer istasyonları arasındaki bin kilometreden fazla, ancak şimdi Nanjing Üniversitesi'nden bir bilim insanı ekibi, oldukça ucuz ekipman kullanılarak güvenli iletişimin kurulabileceğini gösterdi.
Bu deneyde, kuantum ağıhavada iki serbest uçan dron kullanılarak birbirinden 400 metre mesafede ve yer alıcı istasyonlarından 200 metre uzaklıkta uygulandı. Toplamda, drone uçuşlarının yüksekliği hesaba katıldığında, havadan geçen kuantum iletişim kanalının toplam uzunluğu yaklaşık bir kilometredir. Fotonları almak için yer istasyonları, 26 mm açıklığa sahip teleskoplar ve tek foton alıcıları ile silahlandırıldı.
Böyle bir çözüm her yere hızlı bir şekilde izin verecektirgüvenli operasyonel iletişim kanallarını konuşlandırın. Ekip, ileride, şifrelenmiş mesajları veya verileri uzun mesafelerde bir kuantum bilgisayara iletebilen birden fazla dron kullanarak ağın boyutunu artırmayı planlıyor.
Kuantum ışınlama
Aşağıdakilerden oluşan araştırma ekibiPanayotis Spenzouris'in (Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı) liderliğindeki Amerikan ve Kanada üniversiteleri ve şirketlerinin temsilcileri, bir kübitin kuantum durumunun 44 kilometrelik bir mesafeden istikrarlı bir şekilde aktarıldığını gösterdi.
Birçok kişi için kuantum ışınlanması gerekliKuantum interneti de dahil olmak üzere kuantum bilgi uygulamaları. Fermilab'ın deneyinde geleneksel tek fotonlu sensörler ve fiber optik telekomünikasyon ağları kullanıldı.
Kuantum durum transferinin doğruluğudeney% 90'dı ve bu son derece yüksek bir değer olarak kabul edilir. Bilim adamları, gelecekteki deneylerde, 2021'in ikinci çeyreği için planlanan sistemi güncelleyerek ışınlanma mesafesi ve bağlı kübit sayısı için yeni bir rekor kıracaklar. Gelecekte bu, küme hesaplama gibi dağıtılmış kuantum hesaplamanın gerçekleştirilmesine yardımcı olacak, ancak ağ bant genişliği sınırlamaları biçiminde bir darboğaz olmayacak.
Kafes cerrahisi
Mevcut kuantum hata düzeltme yöntemleri, uygulamalarının birbirine bağlı yüzlerce hatta binlerce fiziksel kübit gerektirmesi nedeniyle karmaşıktır.
Innsbruck Üniversitesi ekibi liderliğindeProfesör Rainer Blatt ilk olarak kuantum bilgi kaybından korunan, aralarında bağlantı kuran ve mantıksal bilgi aktaran iki tek mantıksal kübitin oluşturulduğunu bildirdi. Bu, yalnızca on fiziksel kubitten oluşan ve kafes ameliyatı adı verilen iyon tuzaklarına dayanan bir kuantum işlemciyle başarıldı. Bu teknik, mantıksal kübitlerin altında yatan fiziksel kübitlerin bir kısmı üzerinde belirli mantıksal işlemler gerçekleştirilerek birleştirilmesine veya ayrılmasına olanak tanır.
Kullanılan yöntem önemli ölçüde daha az gerektirirkübit birleştirme oluşturmak için geleneksel yaklaşımlardan daha fazla işlem ve bu tür işlemlerin - kuantum hesaplama için temel yapı taşları - gösterilmesi, hataya dayanıklı kuantum hesaplamanın pratik uygulamasına yönelik önemli bir adımdır.
Kuantum Endüstrisi
Moleküler karşılaştırmalar
İlaç endüstrisi, kuantum moleküler modelleme ve tarama da dahil olmak üzere ilaç oluşturmak için yeni teknolojilerin ortaya çıkmasıyla son derece ilgileniyor.
Alman ilaç devi BoehringerBilgisayar destekli ilaç tasarımı ve in silico modelleme alanındaki geliştirmeleriyle tanınan Ingelheim, kuantum hesaplama alanında Google ile güçlerini birleştirdi.
Ve İsviçre ilaç şirketi RocheHastalıkları tedavi etmek için yeni yöntemler bulmak için kuantum hesaplama yöntemlerinin kullanılacağı British Cambridge Quantum Computing ile işbirliğine başladı.
Daha önce Amerikalılarınbiyoteknoloji şirketi Biogen, moleküler karşılaştırmalar için kuantum bilgisayarları kullanarak ilaç keşfini hızlandırmayı amaçlayan bir pilot projede başlangıç 1Qbit ile ortaklık yapıyor. Çok sayıda molekülün kuantum taramasını kullanarak, multipl skleroz, Alzheimer ve Parkinson gibi nörodejeneratif hastalıklar için yeni etkili ilaçlar bulmayı planlıyor.
Çok aşamalı akışlar
Aker BP (Avrupa'da büyük, bağımsız bir petrol arama ve üretim şirketi - Hi-Tech) ve CQC, çok fazlı akışları sınıflandırmak için bir kuantum makine öğrenimi algoritması oluşturdu.
Boru hattı taşımacılığında çok fazlı akışlaroldukça dikkatli izleme, izleme, analiz ve yönetim gerektirir. Algoritma, polinom zaman akışı analizine olanak tanır ve bir IBM kuantum işlemcisinde uygulanır.
Sınıflandırıcı, Aker verileri üzerinde test edildiBP, klasik bir destek vektör makinesinin (SVM) performansını doğrusal olmayan çekirdeklerle eşleştirmek için yalnızca birkaç kübit gerektirir. Enerji sektöründe NISQ dönemi kuantum makine öğrenimi çözümlerinin ilk uygulamalarından biridir.
BMW Parçaları
Alman otomobil üreticisi, bir kuantum bilgisayar kullanarak üretim bileşenlerinin tedarik ve tedarik sistemini optimize etmek için bir deney başlattı.
Genellikle üretim döngüsü içindeotomobil üreticileri, farklı teslimat sürelerine ve parça maliyetlerine sahip çeşitli satıcılardan yüzlerce tedarik seçeneğini değerlendiriyor. En uygun devreyi seçmek göz korkutucu bir hesaplama görevidir. BMW, ilk hesaplamaları Honeywell H0 bilgisayarında yapmayı ve daha sonra daha güçlü H1 sistemine geçmeyi planlıyor. Klasik hesaplama sistemlerine göre hesaplama avantajının bir buçuk ila iki yıl içinde elde edileceği varsayılmaktadır.
Ekim 2020'de bir diğer büyük otomobil üreticisi Toyota, lojistik ağını optimize etmek için benzer bir projenin başlatıldığını duyurdu.
Çözünme kriyostatı
Çözünme kriyostatlarında öncü,Oxford Instruments NanoScience, yeni nesil Proteox Cryofree® soğutma sisteminin teslimatını dünyada ilk kabul edecek olan Oxford Quantum Circuits ile bir ortaklık duyurdu.
Algılamak için düşük sıcaklıklar gereklidirtermal titreşimlerin gürültüsüyle gizlenen ince kuantum etkileri, ancak verimli soğutma, birçok kuantum sistemi uygulamasında ciddi bir sorun olmaya devam ediyor.
Oxford Instruments'tan yeni çözünme kriyostatımK aralığında yüksek sıcaklık kontrolü stabilitesi sağlar ve çok sayıda elektrik bağlantısını destekler, bu da kuantum işlemcilerin entegrasyonunu kolaylaştırır.
İyon tuzaklı kuantum bilgisayarlar
Startup IonQ ile üç yıllık bir ittifak duyurduKuantum Bilgi Araştırma Destek Merkezi (Q Center), kuantum bilgi bilimi alanında ulusal bir araştırma ekosistemi oluşturmak amacıyla Güney Kore'deki Sungkyunkwan Üniversitesi'nde kurulmuş bağımsız bir kuruluştur.
İşbirliği kuantum yaratacakIonQ iyon tuzaklı bilgisayarlar Güney Kore'deki araştırmacılar ve öğrenciler tarafından kullanılabilir. IonQ, yüksek teknolojili Güney Kore pazarını kendi teknolojisinin genişlemesi açısından önemli görüyor.
Güney Kore'nin ulusal kuantum programı 2019'da başladı ve beş yıl içinde beş kübitlik bir kuantum işlemcinin yaratılmasını öngörüyor.
Ulusal kuantum programları
Kuantum endüstrisi için 1,8 milyar euro
Fransa kararı resmen açıkladıKuantum teknolojilerine 1,8 milyar Euro yatırım yapın. Fransa Cumhurbaşkanı Emmanuel Macron'un sunduğu plana göre yatırımın beş yıllık olması planlanıyor. Fransız hükümeti, kuantum endüstrisine yönelik finansmanı mevcut 60 milyon avrodan yıllık 200 milyon avroya çıkaracak. Diğer 200 milyon Avro'nun Avrupa Birliği'nden, 550 milyon Avro'nun da özel sektörden gelmesi bekleniyor.
Bu fonlardan:
- bir kuantum bilgisayarın oluşturulması için yaklaşık 780 milyon Euro tahsis edilecek;
- Kuantum sensörleri için 250 milyon €;
- Kuantum sonrası kriptografi için 150 milyon €;
- Kuantum iletişim için 320 milyon euro;
- Kriyojenik gibi ilgili teknolojiler için 300 milyon Euro.
Bu yatırım hacmi ile Fransa, Amerika Birleşik Devletleri, Çin, Hindistan ve Almanya ile birlikte kuantum teknolojilerine yatırım yapan lider ülkelerden biri olacak.
Bavyera Kuantum Girişimi
Münih Quantum Almanya'da yaratılacakBavyera'nın işletmesi için toplam 300 milyon avro tahsis edeceği vadi. Kuantum vadisinde, iyi donanımlı temiz odaların, nano ve ince film malzemelerin üretimine yönelik sistemlerin yanı sıra geliştirme ve test laboratuvarlarının bulunduğu bir teknoloji parkı bulunacak.
Vadinin ana görevleri oluşturmak olacakkuantum bilgisayarlar, yeni malzemeler bulmak için kuantum simülatörleri, elektrik veya manyetik alanların son derece hassas ölçümleri için kuantum metrolojisi alanında araştırma ve kuantum kriptografisi.
Almanya'nın halihazırda en büyüğüne sahip olduğunu unutmayın.AB'nin kuantum teknolojilerinin geliştirilmesine yönelik ulusal bir programı vardır. Temmuz 2020'de federal hükümet, genel AB kuantum programına ek olarak 2 milyar avroluk bir bütçeyle gelecek 10 yıl için uzatıldığını duyurdu.
Modüler yaklaşım
Kuantum bilgisayarlar oluştururken, anahtarlarıbileşenler genellikle tek bir şirket tarafından tasarlanır ve üretilir, bu da oldukça maliyetli ve zaman alıcıdır. Ulusal bir kuantum bilgisayarın gelişimini hızlandırmak için, Hollanda'daki birkaç girişim modüler bir yaklaşım kullanmayı kabul etti: bağımsız şirketler, gelecekte bunları tek bir sisteme entegre etmek için kuantum bilgisayarın belirli unsurlarını geliştirmeye odaklanacaklar.
Yeni IMPAQT konsorsiyumunun üyeleri oluşturulduBu amaçla girişimler, entegre kuantum sistemleri tedarikçisi Orange QS, kuantum kontrol yığını tedarikçisi Qblox, kriyojenik giriş-çıkış için kuantum ekipmanı geliştiricisi Delft Circuits ve kuantum geliştiricisi Qu&Co oldu. Algoritmalar ve yazılımlar.
2021 küresel kuantum için başladıtopluluklar olabildiğince aktif: kalkınmaya kamu yatırımı arttı, hem endüstriyel vakaların hem de uluslararası çalışmaların sayısı arttı. Özetin tam sürümü Russian Quantum Center'ın web sitesinde bulunabilir.
Ayrıca bakınız:
Fizikçiler bir kara deliğin benzerini yarattılar ve Hawking'in teorisini doğruladılar. Nereye götürür?
Kürtaj ve bilim: doğum yapacak çocuklara ne olacak
Mars'a uçuşlar için bir nükleer roket motoru inşa ediliyor. Nasıl tehlikelidir?