квантова індустрія
- Як розподіляти вакцини від COVID-19 за допомогою квантових технологій
Партнерство
Результатом спільної роботи сталаобчислювальна платформа на основі Digital Annealer – адіабатичного квантового обчислювача Fujitsu. Платформа дозволила суттєво оптимізувати розподіл доступного запасу засобів індивідуального захисту, одночасно мінімізуючи пробіг транспорту та час на доставку, та була схвалена до використання Міністерством оборони США. На її основі також була створена «платформа розподілу вакцин» — оптимізаційне рішення для ефективного розподілу вакцини проти COVID-19 з урахуванням попиту, що швидко змінюється. Ефективність обох алгоритмів зростає експоненційно з додаванням різноманітних змінних та великих наборів даних із різних джерел.
Планується, що «платформа розподілу вакцин» буде доступна для використання та збору нових даних місцевій владі по всій країні, що має суттєво прискорити вакцинацію жителів США.
- Чому квантові генератори випадкових чисел так популярні в світі
На думку компанії, світовий ринок квантовихгенераторів випадкових чисел (QRNG) виросте до $ 7,2 млрд до 2026 року. Експерти вважають, що ринок очікує безліч злиттів і поглинань, і в кінцевому підсумку він буде сформований декількома великими лідерами. Це пов'язано з відносно легким для технологічних компаній входом на цей ринок укупі з подальшими труднощами при позиціонування продукту і отримання стійкого прибутку невеликими розробниками.
IQT Report
За прогнозами IQT, найбільшим споживачем QRNG зобсягом ринку $3,1 млрд стануть центри обробки даних. Суттєве зростання продажів (до $2,2 млрд до 2026 року) очікується також у фінансовому секторі, зокрема для завдань інформаційної безпеки та фінансового моделювання методом Монте-Карло.
- Як влаштовано квантову платформу на основі фотонних чіпів.
Канадський стартап Xanadu за допомогою стандартної ілегкомасштабуємий технології виготовив інтегральний оптичний чіп на основі нітриду кремнію, який реалізує так зване кластерне (заплутане) стан світла, необхідне для проведення квантових обчислень. Щоб створити такий стан, оптичні Мікрорезонатори всередині чіпа перетворюють звичайний лазерний світло в тип квантового світла, званого стисненим світлом, який потім сплітається з допомогою мережі дзеркал, светоделітель і оптичних волокон.
За допомогою нового пристрою вчені змоглипродемонструвати не тільки гаусовий бозонний семплінг, але й вирішення двох завдань, які мають прямий практичний зміст: розрахунок коливальних спектрів молекул та визначення схожості математичних графів, що представляють різні молекули.
- Чому квантове машинне навчання використовують в аналізі біомаркерів раку
Crown Bioscience (дочірня компанія JSR LifeSciences, США) та Cambridge Quantum Computing (CQC, Великобританія) оголосили про початок спільних робіт із використання квантових обчислень у створенні препаратів для лікування онкологічних захворювань. Компанії планують розробити стратегію застосування квантових алгоритмів машинного навчання в біоінформатиці з використанням накопиченої за 15 років бази даних доклінічних та трансляційних досліджень в онкології та новітніх розробок CQC у галузі квантових алгоритмів.
На першому етапі співпраці квантовіалгоритми, розроблені CQC для NISQ-пристроїв, будуть використані для аналізу бази генетичних даних для ідентифікації нових мультигенних біомаркерів раку.
- Як «дружать» видобуток нафти і квантові технології
З компанією ExxonMobil будуть спільнорозроблені квантові алгоритми оптимізації системи морських контейнерних перевезень. Морська логістика становить близько 90% обсягу всіх торгових перевезень, а створення оптимальних логістичних ланцюжків для скорочення загального часу в дорозі і з урахуванням пріоритетів перевезень є найскладнішою обчислювальною задачею. IBM провела перевірку застосовності оптимізаційних алгоритмів з використанням квантового емулятора на платформі Qiskit і докладно описала різні сценарії використання квантової оптимізації та технічні деталі створення обчислювальних рішень.
Конкретні деталі співпраці IBM з bp поки нерозголошуються. Відомо тільки, що основним завданням їх взаємодії є підвищення ефективності енергетичної системи для зменшення викидів парникових та токсичних газів в атмосферу. bp також оголосила про рішення вступити в IBM QNetwork як індустріального партнера.
- Чому Microsoft відкликає з доказами існування фермиона майоран
Виявлення ферміонів Майорани важливе длярозробки топологічного кубіту - ключове завдання Microsoft. Теоретично такий тип кубитів буде набагато більш стійким до шуму та спотворень зовнішнього середовища та знизить вимоги до виправлення помилок у відмовостійкому квантовому комп'ютері.
Основна стаття дослідників знідерландської лабораторії Microsoft і Делфтського технологічного університету містила дані про перші в світі експериментальних свідоцтвах існування квазичастиц майоран. Після розгорнулася наукової дискусії в квітні 2019 року редакція Nature додала до статті «редакційне вираз стурбованості», а в травні 2020 року Комітет по чесності досліджень Делфтського технологічного університету почав розслідування, яке поки не завершено. У лютому 2021 року на arXiv авторами опубліковано препринт нової статті з визнанням, що попередні висновки були передчасними, а аналіз не включених у вихідну статтю даних експерименту суперечить висновку про виявлення квазичастиц майоран.
Дослідження і розробки
- Як застосовувати квантові алгоритми для обчислювальної біології
Вчені Російського квантового центру і Сколтехавиділили кілька напрямків, в яких квантові обчислення в біології можуть бути корисні вже в найближчій перспективі. Серед практично важливих задач вказано, наприклад, вивчення нітрогенази - ферменту, що здійснює процес фіксації атмосферного азоту. Нитрогеназа грає важливу роль в збагаченні грунту і водойм зв'язаним азотом, а також використовується при промисловому виробництві аміаку. Також реалістичними представляються рішення задачі передбачення тривимірної структури білка для якісного прискорення створення нових ліків, визначення транскрипційного фактора ДНК-зв'язуючих білків, які відіграють ключову роль в транскрипції генів, а також поява ефективних і економічних обчислювальних рішень проблем збірки генома.
Перші значні результати від застосуванняквантових алгоритмів в області біоінформатики очікуються вже протягом 2-3 років. Наступний крок після цього буде пов'язаний з промисловим впровадженням квантових комп'ютерів і масштабуванням їх застосувань.
- Що довело квантову перевагу у вирішенні практичного математичного завдання
Квантове перевагу вже булопродемонстровано на завданнях генерації випадкової рядки і бозона семплінгу. З прикладної точки зору ці завдання не уявляють якийсь цінності - вони показують можливості квантових обчислювачів і їх майбутнього в цілому.
Міжнародна команда фізиків під керівництвомЙорданіса Керенідіса (Iordanis Kerenidis) з Паризького університету змогла показати експериментально, що квантовий обчислювач швидше за класичний справляється з перевіркою вирішення завдання про здійсненність булевих формул і розглянула всі можливі реальні обмеження, які виникають в експерименті.
Перевірка була здійснена за допомогою лінійноїоптичної схеми за поліноміальний час, на відміну від експоненціального часу, яке треба було б класичного обчислювачеві. Завдання перевірки рішення робить крок на шляху до реальних застосувань. Фізики пропонують використовувати потужні квантові обчислювачі для вирішення завдань, а перевірку вірності рішень проводити на менш потужних машинах.
- Як за допомогою квантової корекції помилок підвищити точність вимірювань
Існуючі методи корекції помилок єактивними, тобто вимагають періодичної перевірки системи на наявність помилок і їх негайного виправлення. Це вимагає достатніх апаратних ресурсів і, отже, перешкоджає масштабування квантових комп'ютерів. Команда Університету Массачусетсу в Амхерсті під керівництвом Чен Вана (Chen Wang) реалізувала новий тип квантової корекції помилок, в якому вони виправляються спонтанно.
У проведеному експерименті для безперервноїкорекції помилок використовуються контрольовані дисипативні процеси зв'язку з навколишнім середовищем або резервуаром. Схема корекції дисипативних помилок працює безперервно і не вимагає виконання вимірювань або операцій зворотного зв'язку. Виходять в результаті збільшений час когерентності призводить до значно підвищеної точності квантових вимірювань. Новий спосіб повністю сумісний з існуючими методами стабілізації фази і корекції помилок.
- Коли з'явиться квантовий інтернет
Дослідникам з Лабораторії Ендрю Клеланда(Andrew Cleland) Чиказького університету вперше вдалося заплутати два окремих кубіта, забезпечивши їх зв'язок за допомогою кабелю. В рамках експерименту дослідники створили два квантових вузла, кожен з яких містив по три надпровідних кубіта. Використовуючи метровий надпровідний кабель для з'єднання вузлів, вчені потім вибрали по одному кубітів в кожному вузлі і зв'язали їх разом, посилаючи квантові стану через кабель. Заплутаність вдалося поширити і на інші кубіти в кожному вузлі. Таким чином, вчені «посилили» заплутування кубітів, поки всі шість кубітів в двох вузлах не опинилися пов'язаними в одному глобально заплутаному стані.
В іншій роботі фізики Делфтськоготехнологічного університету в Нідерландах об'єднали в мережу три віддалених квантових пристрої на основі алмазних кубітів таким чином, що будь-які два пристрої в мережі виявилися взаємно заплутаними кубитами. У мережі забезпечувався зв'язок в режимі реального часу, були реалізовані розподіл справжніх багаточастинні заплутаних станів за трьома вузлів і обмін заплутаність через проміжний вузол.
Зрештою, команда з Університету Пердьюреалізувала програмований спектрально-селективний оптичний перемикач для квантової інформаційної мережі, що масштабується, здатний без втрати фотонів незалежно керувати різними каналами, розділеними по довжинах хвиль.
- Як влаштований вуглецевий кубіт і як він себе веде при кімнатній температурі
Австралійська компанія Archer Materialsрозробляє квантові чіпи, призначені для роботи при кімнатній температурі і засновані на оригінальній технології вуглецевих кубітів. Archer успішно виконали пряме вимір двополюсного опору матеріалу кубіта, який є основним компонентом чіпа 12CQ, при кімнатній температурі. Розробникам вдалося відтворено записати вольт-амперні криві в різному діапазоні напруг як на окремих ізольованих кубітах, так і на двох кубітах і кубітних кластерах. Переважно кубіти витримували вимірювання без пошкоджень або зміни електронної структури.
Отримані дані підтверджують здатність вуглецевих кубітів працювати в умовах, які використовуються в функціональних напівпровідникових пристроях при кімнатній температурі.
- Кому вдалося реалізувати наймасштабнішу обробку природної мови на квантовому комп'ютері
Cambridge Quantum Computing (CQC) у новій роботінаводить результати перших експериментів з обробки природної мови на квантовому комп'ютері IBM для наборів даних розміром сто і більше пропозицій. Це дослідження є наймасштабнішою на сьогоднішній день експериментальною реалізацією завдань обробки природної мови на квантовому комп'ютері.
В експерименті пропозиції були представлені якпараметризрвані квантові схеми, а значення слів як квантові стану, які «заплутуються» відповідно до граматичної структурою пропозиції.
Робота також містить докладний опис процесуквантової обробки природної мови, що, на думку розробників, повинно полегшити спільноті NLP використання квантового кодування обробки мови.
Національні квантові програми
- Які технології візьмуть на озброєння у Канаді
У документі, поданому Міністерством національної оборони та збройних сил Канади, визначено першочергові завдання досліджень та розробок на користь військового відомства:
- Гравіметричні сенсори для визначення прихованих за стінами об'єктів.
- Компактні широкосмугові електромагнітні сенсори для заміни традиційних антен.
- Малопомітні радари.
- Надточні далекоміри, здатні працювати в умовах перешкод і по складних траєкторіях.
- Надчутливі детектори хімічних речовин.
- Компактні інерційні сенсори для заміни навігаційної системи GPS.
Міністерство планує стимулювати квантовіінновації в країні, а також інвестувати в провідні світові квантові науково-технічні розробки і сприяти перенесенню квантових технологій з лабораторії в робочі прототипи.
- Хто в Німеччині займеться створенням квантових процесорів
Федеральне міністерство освіти ідосліджень виділить 14,5 млн євро на розробку прототипу національного квантового комп'ютера на надпровідникової платформі, який буде встановлений в Інституті Вальтера Мейснера Баварської академії наук. У проекті під кодовою назвою GeQCoS (German Quantum Computer based on Superconducting Qubits) також беруть участь Технічний університет Мюнхена, Технологічний інститут Карлсруе, Університет Ерланґена-Нюрнберга, Юліхський дослідницький центр, Інститут прикладної фізики твердого тіла Фраунгофера і великий європейський виробник напівпровідникової техніки Infineon Technologies.
Ще один грант розміром 12,4 млн євро будевиділено консорціуму проектів Quantum, що працює над створенням квантових процесорів для конкретних програм. До консорціуму входять стартапи ParityQC та IQM, Infineon Technologies, Юліхський дослідницький центр, Вільний університет Берліна та Лейбницький суперкомп'ютерний центр. Проект розрахований на чотири роки і включає розробку 54-кубітного квантового процесора.
- Хто увійшов до среднеатлантических квантовий альянс
Консорціум наукових і промислових організацій буворганізований Мерилендський університет спочатку як регіональне співтовариство, яке включає в себе кілька великих університетів і компаній, в тому числі CCDC Army Research Laboratory, Northrop Grumman, Lockheed Martin, IonQ, Booz Allen Hamilton і AWS. Пізніше він був перейменований в среднеатлантических квантовий альянс, щоб відобразити його зрослу географію. Новими членами Альянсу стали IBM, Національний інститут стандартів і технологій (NIST), Protiviti, Quantopo, Quaxys, Державний університет Боуї, Джорджтаунський університет, Пітсбургський квантовий інститут, Університет Делавера і Virginia Tech. Тепер в цілому серед учасників 24 великих університетських, урядових і промислових партнера.
зображення
До завдань Альянсу входить спільна розробка новаторських технологій, стимулювання нових відкриттів у квантовій науці, а також підтримка квантових стартапів і навчання співробітників.
- Для чого Ізраїль виділяє $60 млн на створення квантового комп'ютера
Міністерство оборони Ізраїлю і Управління поінновацій оголосили конкурс на створення квантового комп'ютера з 30-40 кубитами. Грант розміром $ 60 млн зможуть отримати як ізраїльські підприємства і університети, так і міжнародні компанії. Переможець повинен буде приступити до роботи до кінця року.
Вставити фото:зображення
Новий проект є частиною національноїініціативи Ізраїлю з розвитку квантових технологій із загальним бюджетом $ 380 млн. В даний час в Ізраїлі існує лише кілька стартапів, наприклад, Classiq Technologies і Quantum Machines, які розробляють апаратне або програмне забезпечення для квантових комп'ютерів.
Підбиваючи підсумки:розширилося вплив національних програм, зросли суми інвестицій, найбільші комерційні розробники квантових технологій об'єднали зусилля з галузевими компаніями. З повною версією дайджесту ви можете ознайомитися на сайті Російського квантового центру.
Читайте також:
Вертоліт Ingenuity успішно злетів на Марсі
Створено першу точна карта світу. Що не так з усіма іншими?
У НАСА розповіли, як вони доставлять зразки Марса на Землю