By Sandra Helsel julkaistu 16
Quantum News Briefs tänään alkaa D-waven ilmoituksella virstanpylvästutkimuksesta, jossa kerrotaan yksityiskohtaisesti ensimmäisestä laajamittaisesta koherentin kvanttihehkutuksen esittelystä, jota seuraa artikkeli "Kvanttiteknologian valjastamiseen tarvittavat suunnittelusovellukset avaavat teknologisia mahdollisuuksia". Kolmanneksi tarkastellaan, kuinka MA:n osavaltio rahoittaa ja rakentaa infrastruktuuria kvanttiteknologian viemiseksi teoriasta liiketoimintaan. Ja enemmän.
*****
D-Wave osoittaa laajamittaisen koherentin kvanttihehkutuksen
D-Wave Quantum Inc. (NYSE: QBTS) on julkaissut vertaisarvioidun virstanpylvästutkimuksen ensimmäisestä laajamittaisesta koherentin kvanttihehkutuksen esittelystä. Quantum Briefs News tiivistää a uutisjulistajatt alla olevasta tutkimuksesta.
Tutkimus esittelee ensimmäistä kertaa kvanttivaiheen siirtymän dynamiikkaa suuressa mittakaavassa ohjelmoitavassa kvanttihehkutusprosessorissa, joka käyttää jopa 2000 kubittia D-Wave-prosessorissa. Tämä demonstraatio ylittää minkään aiemman ohjelmoitavan kvanttifaasisiirtymän mittakaavan ja avaa oven aineen eksoottisten vaiheiden simulaatioille (epätavalliset aineen tilat, nesteen, kiinteän tai kaasun ulkopuolella, jotka muodostavat maailmankaikkeuden), jotka muuten olisivat käsittämättömiä.
D-Waven, Etelä-Kalifornian yliopiston, Tokion teknillisen instituutin ja Saitaman lääketieteellisen yliopiston tutkijoiden välinen yhteistyö, jonka otsikkona on "Koherentti kvanttihehkutus ohjelmoitavassa 2000 kubitin Ising-ketjussa", julkaistiin vertaisjulkaisussa. arvosteltu päiväkirja Luontofysiikka tänään ja on saatavilla tätä. Tutkimus osoittaa, että täysin ohjelmoitavaa D-Wave-kvanttiprosessoria voidaan käyttää koherentin kvanttidynamiikan tarkkana simulaattorina suuressa mittakaavassa. Tämä osoitettiin osoittamalla korreloituja spinejä erottavien "kiertymien" kuvioita lähes täydellisessä sopusoinnussa kuuluisan Schrodingerin yhtälön tarkkojen analyyttisten ratkaisujen kanssa ihanteellista kvanttijärjestelmää varten, joka on täysin eristetty ulkopuolisesta melusta. Taitteiden tiheys ja etäisyys riippuvat muun muassa kokeen nopeudesta ja "kvantiteettista". Yhden kubitin parametrien mittausten osoitettiin ennustavan tarkasti järjestelmien käyttäytymistä 8 - 2000 kubitin välillä, mikä osoitti korkeaa kontrollitasoa kvanttisimulaatioissa kaikilla mittakaavoilla.
Tämän saavutuksen merkitys ylittää tieteellisen perusnäkökulman kvanttifaasisiirtymien ymmärtämisen yksiulotteisessa aineessa. Luomalla teknisen perustan laajamittaisille kvanttisimulaatioille, se on tasoittanut tietä laajemman valikoiman kvanttimateriaalien ominaisuuksien tieteelliselle ymmärtämiselle.
Lisäksi Nature Physicsissä esitellyt tieteelliset saavutukset tukevat D-Waven jatkuvaa sitoutumista säälimättömään tieteelliseen innovaatioon ja tuotetoimitukseen.
*****
Kvanttiteknologian hyödyntämiseen tarvittavat suunnittelusovellukset avaavat teknologisia mahdollisuuksia
Kvanttimekaniikan alan siirtyminen tekniikan sovelluksiin avaa suuren määrän häiritseviä kvanttiteknologisia mahdollisuuksia. Quantum News Briefs tekee yhteenvedon in Semiconductor Engineering: Kay-Uwe Giering ja Andy Heinig jotka selittävät mahdollisuudet.
Mikroelektroniikalla on ratkaiseva rooli kvanttiteknologian hyödyntämisessä tulevaisuuden avainteknologioina. Toisaalta puolijohdeprosessit ovat tärkeä osa kvanttiteknisten järjestelmien luomista. Ennen kaikkea tarvitaan kuitenkin tehokkaita elektronisia siruja kvanttiasetusten ohjaamiseen ja tuloksena olevan laajan mittaustiedon käsittelyyn. Mikroelektroniikka tarjoaa siten rajapinnan kvanttijärjestelmistä ulkomaailmaan. Suorituskykyvaatimusten lisäksi jotkin sovellukset edellyttävät, että järjestelmät jäähdytetään erittäin alhaisiin lämpötiloihin. Tämä johtaa lisävaatimuksiin mekaaniselle rakenteelle ja piirien sähköiselle suunnittelulle.
Muihin sovelluksiin verrattuna määrät eivät ole erityisen suuria, vaikka kvanttisovellukset saavuttaisivat kaupallisen läpimurtokohdan. Toisaalta monet kvanttisovellukset vaativat usein erittäin räätälöityjä piirejä, esimerkiksi niiden jännitetasojen suhteen, joita ne tarvitsevat prosessoitavaksi tai tarjoavaksi. Lisäksi tietojenkäsittelyvaatimukset ovat joskus erittäin korkeat, joten vain nykyaikaisimmat piirikonseptit ja piirit voivat täyttää ne. Usein elektroniikan on myös mahduttava mahdollisimman pieneen asennustilaan joko sovelluksen vaatimusten vuoksi tai siksi, että se sijaitsee kryostaattisella alueella. Siksi uusien suunnittelukonseptien, kuten sirujen, odotetaan täyttävän nämä vaatimukset.
*****
Massachusetts vie kvanttiteknologian teoriasta liiketoimintaan
Massachusetts rakentaa perustaa kvanttiteknologiataloudelle. Quantum News Briefs jakaa useita osavaltiossa rahoitetuista kvanttiteknologiaprojekteista.
Massachusetts Housing and Economic Developmentin myöntämä 3.5 miljoonan dollarin apuraha auttaa Northeastern University -yliopistoa perustamaan Experiential Quantum Advancement Laboratories (EQUAL) -yliopiston Innovation Campukselle Burlingtonissa. Apuraha, joka on osa Collaborative Research & Development Matching Grant -apurahaohjelmaa ja jota hallinnoi Massachusetts Technology Collaborativen (MassTech) Innovation Institute, tukee lähes 10 miljoonan dollarin projektia.
Rahoitus vahvistaa EQUALin kumppanuuksia valtion, yhdeksän akateemisen laitoksen ja 23 teollisuuskumppanin kanssa niiden pyrkiessä virtaviivaistamaan kvanttiteknologioiden tutkimuksesta kaupallistamiseen johtavaa putkilinjaa.
EQUALin Building V -laboratoriossa opiskelijat ja tutkijat pääsevät heti soveltamaan uusia kvanttiteknologioita kaupallisella tasolla.
Huhtikuussa Commonwealth ilmoitti rahoittavansa pienempää kvanttiyhteistyötä Bostonin Massachusettsin yliopiston tutkimuskeskusten, Western New England Universityn ja kolmen Massachusettsissa toimivan pienyrityksen välillä. Pyrkimyksenä on tehostaa kvanttilaskentalaitteistojen kehitystä ja kaupallistamista sekä tukea kvanttitietoteollisuuden työvoiman kehitystä.
*****
Kvanttiakun läpimurto avaa tietä kohti ajoneuvon 90 sekunnin latausta
Kvanttiakut käyttävät samoja outoja kvanttimekaniikan ominaisuuksia, jotka mahdollistavat seuraavan sukupolven kvanttitietokoneet, mutta sen sijaan, että ne lisäisivät huomattavasti tietokoneiden prosessointitehoa, ne voisivat mahdollistaa ajoneuvon välittömän lataamisen vain 90 sekunnissa. Anthony Cuthbertson Independentissä. Quantum News Briefs tiivistää alla.
Korean perustieteiden instituutin ja italialaisen Insubrian yliopiston tutkijoista koostuva ryhmä teki läpimurron kohti tämän tekniikan toteuttamista käyttämällä mikromaserina tunnettua kvanttimekaanista järjestelmää.
Se käyttää sähkömagneettista kenttää varastoimaan kubittivirran kautta ladattua energiaa samalla kun se suojaa ylilatausriskiltä. Se käyttää sähkömagneettista kenttää varastoimaan kubittivirran kautta ladattua energiaa samalla kun se suojaa ylilatauksen riskiltä. Tutkijat kuvasivat mikromaseria "erinomaiseksi kvanttiakun malliksi" ja osoittivat onnistuneesti, että latausprosessi on nopeampi kuin perinteinen lataus.
Eteläkorealaiset tutkijat ovat jo laskeneet, että kvanttiakkuteknologia voisi lyhentää sähköautojen kotilatausaikoja 10 tunnista kolmeen minuuttiin, kun taas akkulatausasemat voisivat ladata ajoneuvon täyteen vain 90 sekunnissa. Aiemmin tänä vuonna julkaistussa tutkimuksessa tutkijat panivat merkille, kuinka kvanttiakun latausaika itse asiassa lyhenee, kun akun koko kasvaa. Tämä johtuu ilmiöstä, joka tunnetaan nimellä kvanttinopeus, joka liittyy tapaan, jolla molekyylit sotkeutuvat enemmän akun kasvaessa.
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. on tutkinut ja raportoinut huipputeknologioista vuodesta 1990 lähtien. Hän on koulutukseltaan tohtori. Arizonan yliopistosta.
