By Sandra Helsel publié le 16 sept. 2022
Actualités quantiques d'aujourd'hui s'ouvre avec l'annonce par D-wave d'une étude marquante détaillant la première démonstration à grande échelle du recuit quantique cohérent, suivie d'un article « Les applications d'ingénierie nécessaires pour exploiter les technologies quantiques ouvrent des opportunités technologiques ». Troisièmement, nous examinerons comment l’État de MA finance et construit l’infrastructure nécessaire pour faire passer la technologie quantique de la théorie à l’entreprise. Et plus.
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D-Wave démontre un recuit quantique cohérent à grande échelle
D-Wave Quantum Inc. (NYSE : QBTS) a publié une étude évaluée par des pairs sur la première démonstration à grande échelle de recuit quantique cohérent. Quantum Briefs News résume un annonceurs de nouvellest à propos de l’étude ci-dessous.
La recherche présente, pour la première fois, la dynamique d'une transition de phase quantique dans un processeur de recuit quantique programmable à grande échelle utilisant jusqu'à 2000 XNUMX qubits dans un processeur D-Wave. Cette démonstration va au-delà de toute transition de phase quantique programmable antérieure, ouvrant la porte à des simulations de phases exotiques de la matière (états inhabituels de la matière, en dehors du liquide, du solide ou du gaz, qui composent l'univers) qui autrement seraient insolubles.
L'article, fruit d'une collaboration entre des scientifiques de D-Wave, de l'Université de Californie du Sud, de l'Institut de technologie de Tokyo et de l'Université médicale de Saitama, intitulé « Coherent quantum annealing in a programmable 2000-qubit Ising chain », a été publié dans la revue peer- journal révisé Physique de la nature aujourd'hui et est disponible ici. L’étude montre que le processeur quantique D-Wave entièrement programmable peut être utilisé comme simulateur précis de dynamique quantique cohérente à grande échelle. Cela a été démontré en montrant les modèles de « plis » séparant les spins corrélés en accord presque parfait avec les solutions analytiques exactes de la célèbre équation de Schrödinger pour un système quantique idéal, complètement isolé du bruit extérieur. La densité et l’espacement des plis dépendent, entre autres choses, de la vitesse et du « quantum » de l’expérience. Il a été démontré que les mesures de paramètres d'un seul qubit prédisent avec précision le comportement de systèmes de 8 à 2000 XNUMX qubits, démontrant ainsi des niveaux élevés de contrôle dans les simulations quantiques à toutes les échelles.
L’importance de cette réalisation va au-delà de l’aspect scientifique fondamental de la compréhension des transitions de phase quantique dans la matière unidimensionnelle. En établissant les bases techniques des simulations quantiques à grande échelle, il a ouvert la voie à la compréhension scientifique des propriétés d’un plus large éventail de matériaux quantiques.
En outre, les réalisations scientifiques présentées dans Nature Physics soutiennent l'engagement continu de D-Wave en faveur d'une innovation scientifique et d'une fourniture de produits incessantes.
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Les applications d'ingénierie nécessaires pour exploiter les technologies quantiques ouvrent des opportunités technologiques
La transition du domaine de la mécanique quantique vers les applications d’ingénierie ouvre un grand nombre d’opportunités technologiques quantiques disruptives. Quantum News Briefs résume un article récent de dans Ingénierie des semi-conducteurs par Kay-Uwe Giering et Andy Heinig qui expliquent les opportunités.
La microélectronique joue un rôle crucial dans l’exploitation des technologies quantiques en tant que technologies clés du futur. D’une part, les processus semi-conducteurs jouent un rôle important dans la création de systèmes technologiques quantiques. Mais avant tout, des puces électroniques hautes performances sont nécessaires pour contrôler les configurations quantiques et traiter les nombreuses données de mesure qui en résultent. La microélectronique constitue ainsi l'interface entre les systèmes quantiques et le monde extérieur. Outre les exigences de performances, certaines applications nécessitent que les systèmes soient refroidis à des températures extrêmement basses. Cela entraîne des exigences supplémentaires pour la structure mécanique et pour la conception électrique des circuits.
Par rapport à d’autres applications, les quantités ne seront pas particulièrement importantes, même si les applications quantiques atteignent un point de rupture commerciale. D’un autre côté, de nombreuses applications quantiques nécessitent souvent des circuits hautement personnalisés, par exemple en termes de niveaux de tension à traiter ou à fournir. En outre, les exigences en matière de traitement des données sont parfois extrêmement élevées, de sorte que seuls les concepts de circuits et les circuits les plus modernes peuvent y répondre. Souvent, l'électronique doit également être installée dans un espace d'installation le plus petit possible, soit en raison des exigences de l'application, soit parce qu'elle se trouve dans un domaine cryostatique. Par conséquent, de nouveaux concepts de conception tels que les chipsets devraient répondre à ces exigences.
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Le Massachusetts fait passer la technologie quantique de la théorie aux affaires
Le Massachusetts jette les bases d’une économie technologique quantique. Quantum News Briefs partage plusieurs des projets de technologie quantique financés dans l’État.
Une subvention de 3.5 millions de dollars du Massachusetts Housing and Economic Development aidera la Northeastern University à établir les Experiential Quantum Advancement Laboratories (EQUAL) sur son campus d'innovation à Burlington. La subvention, qui fait partie du programme de subventions de contrepartie pour la recherche et le développement collaboratifs et administrée par l'Institut d'innovation du Massachusetts Technology Collaborative (MassTech), soutiendra le projet de près de 10 millions de dollars.
Le financement renforcera les partenariats d'EQUAL avec l'État, neuf établissements universitaires et 23 partenaires industriels, alors qu'ils s'efforcent de rationaliser le processus de recherche jusqu'à la commercialisation des technologies quantiques.
Au laboratoire du bâtiment V d'EQUAL, les étudiants et les chercheurs pourront immédiatement appliquer les nouvelles technologies quantiques au niveau commercial.
En avril, le Commonwealth a annoncé le financement d'une collaboration quantique plus petite entre les centres de recherche de l'Université du Massachusetts à Boston, la Western New England University et trois petites entreprises basées dans le Massachusetts. Cet effort vise à stimuler le développement et la commercialisation du matériel informatique quantique et à soutenir le développement de la main-d'œuvre pour l'industrie de l'information quantique.
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La percée de la batterie quantique ouvre la voie à une recharge du véhicule en 90 secondes
Les batteries quantiques utilisent les mêmes propriétés bizarres de la mécanique quantique qui rendent possibles les ordinateurs quantiques de nouvelle génération, bien qu'au lieu d'augmenter considérablement la puissance de traitement des ordinateurs, elles pourraient permettre la recharge instantanée d'un véhicule en seulement 90 secondes, selon un article récent de Anthony Cuthbertson dans l'Indépendant. Quantum News Briefs résume ci-dessous.
Une équipe composée de scientifiques de l'Institut des sciences fondamentales de Corée et de l'Université d'Insubrie en Italie a fait une percée dans la réalisation de cette technologie en utilisant un système de mécanique quantique connu sous le nom de micromaser.
Il utilise un champ électromagnétique pour stocker l'énergie chargée via un flux de qubits, tout en protégeant simultanément contre le risque de surcharge. Les chercheurs ont décrit un micromaser comme « un excellent modèle de batterie quantique » et ont réussi à démontrer que le processus de charge est plus rapide que la charge classique.
Les chercheurs sud-coréens ont déjà calculé que la technologie des batteries quantiques pourrait réduire les temps de recharge des voitures électriques à domicile de 10 heures à seulement trois minutes, tandis que les stations de recharge pourraient recharger complètement un véhicule en seulement 90 secondes. Dans une étude publiée plus tôt cette année, les scientifiques ont noté comment le temps de charge d'une batterie quantique diminue à mesure que la taille de la batterie augmente. Cela est dû à un phénomène connu sous le nom d’accélération quantique, qui concerne la manière dont les molécules s’enchevêtrent davantage à mesure que la batterie grossit.
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Sandra K. Helsel, Ph.D. fait des recherches et des rapports sur les technologies de pointe depuis 1990. Elle est titulaire d'un doctorat. de l'Université de l'Arizona.
