By Sandra Helsel postitatud 16. septembril 2022
Quantum News Briefs täna algab D-wave'i teatega verstapostiuuringust, mis kirjeldab esimest suuremahulist koherentse kvantlõõmutamise demonstratsiooni, millele järgneb artikkel "Kvanttehnoloogiate rakendamiseks vajalikud insenerirakendused avavad tehnoloogilisi võimalusi". Kolmandaks vaadeldakse, kuidas MA osariik rahastab ja ehitab infrastruktuuri, et viia kvanttehnoloogia teooriast ärisse. Ja veel.
*****
D-Wave demonstreerib suuremahulist koherentset kvantlõõmutamist
D-Wave Quantum Inc (NYSE: QBTS) on avaldanud eelretsenseeritud verstapostiuuringu esimese suuremahulise koherentse kvantlõõmutamise demonstratsiooni kohta. Quantum Briefs News võtab kokku a uudistekuulutajadt allpool oleva uuringu kohta.
Uuringus eksponeeritakse esimest korda kvantfaasisiirde dünaamikat suuremahulises programmeeritavas kvantlõõmutusprotsessoris, kasutades D-Wave protsessoris kuni 2000 kubitti. See demonstratsioon ületab mis tahes varasema programmeeritava kvantfaasi ülemineku ulatust, avades ukse mateeria eksootiliste faaside simulatsioonidele (aine ebatavalised olekud, väljaspool vedelikku, tahket või gaasilist, mis moodustavad universumi), mis muidu oleksid lahendamatud.
D-Wave'i, Lõuna-California Ülikooli, Tokyo Tehnoloogiainstituudi ja Saitama Meditsiiniülikooli teadlaste koostöös valminud paber pealkirjaga "Koherentne kvantlõõmutamine programmeeritavas 2000-kubitises Isingi ahelas" avaldati kolleegiumis. läbi vaadatud ajakiri Loodusfüüsika täna ja on saadaval siin. Uuring näitab, et täielikult programmeeritavat D-Wave'i kvantprotsessorit saab kasutada koherentse kvantdünaamika täpse simulaatorina suurtes skaalades. Seda demonstreeriti, näidates korrelatsiooni keerutusi eraldavate "kinkide" mustreid peaaegu täiuslikus kooskõlas kuulsa Schrodingeri võrrandi täpsete analüütiliste lahendustega ideaalse kvantsüsteemi jaoks, mis on välisest mürast täielikult isoleeritud. Kinkide tihedus ja vahekaugus sõltuvad muuhulgas katse kiirusest ja "kvantsusest". Näidati, et ühe kubiti parameetrite mõõtmised ennustavad täpselt süsteemide käitumist vahemikus 8 kuni 2000 kubitit, mis näitab kvantsimulatsioonide kõrget juhtimistaset kõigil skaaladel.
Selle saavutuse tähtsus ületab ühemõõtmelise aine kvantfaasisiirete mõistmise teadusliku põhiaspekti. Suuremahuliste kvantsimulatsioonide tehnilise aluse loomisega on see sillutanud teed laiema hulga kvantmaterjalide omaduste teaduslikule mõistmisele.
Lisaks toetavad Nature Physics'is esitatud teadussaavutused D-Wave'i jätkuvat pühendumust järeleandmatule teaduslikule uuendusele ja toodete tarnimisele.
*****
Kvanttehnoloogiate rakendamiseks vajalikud insenerirakendused avavad tehnoloogilisi võimalusi
Kvantmehaanika valdkonna üleminek insenerirakendustesse avab suure hulga häirivaid kvanttehnoloogilisi võimalusi. Quantum News Briefs võtab kokku in hiljutise artikli Kay-Uwe Gieringi ja Andy Heinigi pooljuhtide ehitus kes võimalusi selgitavad.
Mikroelektroonikal on oluline roll kvanttehnoloogiate kui tulevaste võtmetehnoloogiate rakendamisel. Ühest küljest on pooljuhtprotsessidel oluline osa kvanttehnoloogiliste süsteemide loomisel. Eelkõige on aga kvantseadete juhtimiseks ja saadud ulatuslike mõõtmisandmete töötlemiseks vaja suure jõudlusega elektroonilisi kiipe. Mikroelektroonika tagab seega liidese kvantsüsteemidest välismaailmaga. Lisaks jõudlusnõuetele nõuavad mõned rakendused süsteemide jahutamist äärmiselt madalatele temperatuuridele. Sellest tulenevad täiendavad nõuded ahelate mehaanilisele struktuurile ja elektrilisele konstruktsioonile.
Võrreldes teiste rakendustega ei ole kogused eriti suured isegi siis, kui kvantrakendused jõuavad kaubandusliku läbimurdepunktini. Teisest küljest nõuavad paljud kvantrakendused sageli väga kohandatud vooluahelaid, näiteks pingetasemete osas, mida nad peavad töötlema või pakkuma. Lisaks on andmetöötluse nõuded mõnikord äärmiselt kõrged, nii et neile vastavad ainult kõige kaasaegsemad vooluahela kontseptsioonid ja ahelad. Tihti peab elektroonika mahtuma ka võimalikult väiksesse paigaldusruumi kas rakenduse nõuetest tulenevalt või seetõttu, et see asub krüostaatilises domeenis. Seetõttu eeldatakse, et uudsed disainikontseptsioonid, nagu kiibid, vastavad neile nõuetele.
*****
Massachusetts viib kvanttehnoloogia teooriast ärini
Massachusetts ehitab vundamenti kvanttehnoloogia majandusele. Quantum News Briefs jagab mitmeid osariigis rahastatavaid kvanttehnoloogia projekte.
Massachusettsi elamumajanduse ja majandusarengu 3.5 miljoni dollari suurune toetus aitab Northeastern University'il asutada oma innovatsioonilinnakusse Burlingtonis Experiential Quantum Advancement Laboratories (EQUAL). Toetus, mis on osa Collaborative Research & Development Matching Grant Programist ja mida haldab Massachusettsi tehnoloogiakoostöö (MassTech) innovatsiooniinstituut, toetab peaaegu 10 miljoni dollari suurust projekti.
Rahastamine tugevdab EQUAL-i partnerlussuhteid riigi, üheksa akadeemilise asutuse ja 23 tööstuspartneriga, kui nad töötavad kvanttehnoloogiate teadusuuringutest kommertsialiseerimiseni jõudva torujuhtme sujuvamaks muutmiseks.
EQUAL’i V hoone laboris saavad tudengid ja teadlased uusi kvanttehnoloogiaid kohe kommertstasandil rakendada.
Aprillis teatas Rahvaste Ühendus väiksema kvantkoostöö rahastamisest Bostoni Massachusettsi ülikooli uurimiskeskuste, Lääne-New Englandi ülikooli ja kolme Massachusettsis asuva väikeettevõtte vahel. Jõupingutuste eesmärk on kiirendada kvantarvutite riistvara arendamist ja turustamist ning toetada kvantteabetööstuse tööjõu arengut.
*****
Kvant-aku läbimurre sillutab teed sõiduki 90-sekundilise laadimise suunas
Kvantpatareid kasutavad samu veidraid kvantmehaanika omadusi, mis teevad võimalikuks järgmise põlvkonna kvantarvutid, kuigi arvutite töötlemisvõimsuse tohutu suurendamise asemel võivad need võimaldada sõiduki viivitamatut laadimist vaid 90 sekundiga. Anthony Cuthbertson ajakirjas Independent. Quantum News Briefs teeb kokkuvõtte allpool.
Korea põhiteaduste instituudi ja Itaalia Insubria ülikooli teadlastest koosnev meeskond tegi läbimurde selle tehnoloogia realiseerimiseks, kasutades mikromaseri nime all tuntud kvantmehaanilist süsteemi.
See kasutab kubitivoo kaudu laetud energia salvestamiseks elektromagnetvälja, kaitstes samal ajal ülelaadimise ohu eest. See kasutab elektromagnetvälja kubitivoo kaudu laetud energia salvestamiseks, kaitstes samal ajal ülelaadimise ohu eest. Teadlased kirjeldasid mikromaserit kui "suurepärast kvantaku mudelit" ja näitasid edukalt, et laadimisprotsess on kiirem kui klassikaline laadimine.
Lõuna-Korea teadlased on juba välja arvutanud, et kvantakutehnoloogia võib vähendada elektriautode kodulaadimise aega 10 tunnilt vaid kolmele minutile, samas kui ülelaadimisjaamad suudavad sõiduki täielikult laadida vaid 90 sekundiga. Selle aasta alguses avaldatud uuringus märkisid teadlased, kuidas kvantaku laadimisaeg tegelikult väheneb, kui aku suurus suureneb. Selle põhjuseks on nähtus, mida tuntakse kvantkiirenduse nime all ja mis on seotud sellega, kuidas molekulid aku suurenedes rohkem takerduvad.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. on tegelenud eesliinitehnoloogiate uurimisega ja aruandlusega alates 1990. aastast. Tal on doktorikraad. Arizona ülikoolist.
