By Sandra Helsel pubblicato il 16 settembre 2022
Quantum News Brief oggi si apre con l'annuncio di D-wave di uno studio fondamentale che descrive in dettaglio la prima dimostrazione su larga scala della ricottura quantistica coerente, seguito da un articolo "Le applicazioni ingegneristiche necessarie per sfruttare le tecnologie quantistiche aprono opportunità tecnologiche". Il terzo è uno sguardo a come lo stato di MA sta finanziando e costruendo l'infrastruttura per portare la tecnologia quantistica dalla teoria al business. E ALTRO.
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D-Wave dimostra la ricottura quantistica coerente su larga scala
D-Wave Quantum Inc. (NYSE: QBTS) ha pubblicato uno studio fondamentale sottoposto a revisione paritaria della prima dimostrazione su larga scala della ricottura quantistica coerente. Quantum Briefs News riassume a annunciatori di notiziet sullo studio qui sotto.
La ricerca mostra, per la prima volta, la dinamica di una transizione di fase quantistica in un processore di ricottura quantistica programmabile su larga scala che utilizza fino a 2000 qubit in un processore D-Wave. Questa dimostrazione va oltre la scala di qualsiasi precedente transizione di fase quantistica programmabile, aprendo la porta a simulazioni di fasi esotiche della materia (stati insoliti della materia, al di fuori di liquido, solido o gas, che compongono l'universo) che altrimenti sarebbero intrattabili.
Il documento, una collaborazione tra scienziati di D-Wave, University of Southern California, Tokyo Institute of Technology e Saitama Medical University, intitolato "Coherent quantum annealing in a programmable 2000-qubit Ising chain", è stato pubblicato nel peer- giornale recensito Fisica della natura oggi ed è disponibile qui. Lo studio mostra che il processore quantistico D-Wave completamente programmabile può essere utilizzato come un accurato simulatore di dinamiche quantistiche coerenti su larga scala. Ciò è stato dimostrato mostrando i modelli di "nodi" che separano gli spin correlati in accordo quasi perfetto con le esatte soluzioni analitiche della famosa equazione di Schrodinger per un sistema quantistico ideale, completamente isolato dal rumore esterno. La densità e la spaziatura dei nodi dipendono, tra le altre cose, dalla velocità e dalla "quantità" dell'esperimento. È stato dimostrato che le misurazioni dei parametri a qubit singolo prevedono con precisione il comportamento dei sistemi da 8 a 2000 qubit, dimostrando alti livelli di controllo nelle simulazioni quantistiche a tutte le scale.
Il significato di questo risultato va oltre l'aspetto scientifico di base della comprensione delle transizioni di fase quantistiche nella materia unidimensionale. Stabilendo la base tecnica per simulazioni quantistiche su larga scala, ha spianato la strada alla comprensione scientifica delle proprietà di una gamma più ampia di materiali quantistici.
Inoltre, i risultati scientifici presentati in Nature Physics sono alla base dell'impegno continuo di D-Wave per l'innovazione scientifica inarrestabile e la consegna dei prodotti.
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Le applicazioni ingegneristiche necessarie per sfruttare le tecnologie quantistiche aprono opportunità tecnologiche
La transizione dal regno della meccanica quantistica alle applicazioni ingegneristiche sta aprendo un gran numero di opportunità tecnologiche quantistiche dirompenti. Quantum News Briefs riassume un recente articolo di in Ingegneria dei semiconduttori di Kay-Uwe Giering e Andy Heinig che spiegano le opportunità.
La microelettronica svolge un ruolo cruciale nello sfruttare le tecnologie quantistiche come tecnologie chiave del futuro. Da un lato, i processi dei semiconduttori sono una parte importante della creazione di sistemi tecnologici quantistici. Soprattutto, tuttavia, sono necessari chip elettronici ad alte prestazioni per controllare le configurazioni quantistiche ed elaborare i dati di misurazione estesi risultanti. La microelettronica fornisce quindi l'interfaccia dai sistemi quantistici al mondo esterno. Oltre ai requisiti prestazionali, alcune applicazioni richiedono che i sistemi siano raffreddati a temperature estremamente basse. Ciò si traduce in ulteriori requisiti per la struttura meccanica e per la progettazione elettrica dei circuiti.
Rispetto ad altre applicazioni, le quantità non saranno particolarmente elevate anche se le applicazioni quantistiche raggiungeranno un punto di svolta commerciale. D'altra parte, molte applicazioni quantistiche spesso richiedono circuiti altamente personalizzati, ad esempio in termini di livelli di tensione che devono elaborare o fornire. Inoltre, i requisiti di elaborazione dei dati sono talvolta estremamente elevati, in modo che solo i concetti e i circuiti più moderni possano soddisfarli. Spesso, l'elettronica deve anche essere inserita nello spazio di installazione più piccolo possibile, a causa dei requisiti dell'applicazione o perché si trova in un dominio criostatico. Pertanto, nuovi concetti di design come i chiplet dovrebbero soddisfare questi requisiti.
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Il Massachusetts porta la tecnologia quantistica dalla teoria al business
Il Massachusetts sta gettando le basi per un'economia basata sulla tecnologia quantistica. Quantum News Briefs condivide molti dei progetti di tecnologia quantistica finanziati nello stato.
Una sovvenzione di 3.5 milioni di dollari da parte del Massachusetts Housing and Economic Development aiuterà la Northeastern University a stabilire gli Experiential Quantum Advancement Laboratories (EQUAL) presso il suo Innovation Campus a Burlington. La sovvenzione, parte del programma Collaborative Research & Development Matching Grant Program e amministrata dall'Innovation Institute presso il Massachusetts Technology Collaborative (MassTech), sosterrà il progetto da quasi 10 milioni di dollari.
Il finanziamento rafforzerà i partenariati di EQUAL con lo stato, nove istituzioni accademiche e 23 partner industriali mentre lavorano per semplificare la pipeline dalla ricerca alla commercializzazione per le tecnologie quantistiche.
Nel laboratorio Building V di EQUAL, studenti e ricercatori potranno applicare fin da subito le nuove tecnologie quantistiche a livello commerciale.
Ad aprile, il Commonwealth ha annunciato il finanziamento di una piccola collaborazione quantistica tra i centri di ricerca dell'Università del Massachusetts a Boston, la Western New England University e tre piccole imprese con sede nel Massachusetts. Lo sforzo mira a promuovere lo sviluppo e la commercializzazione di hardware di calcolo quantistico e sostenere lo sviluppo della forza lavoro per l'industria dell'informazione quantistica.
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La svolta della batteria quantistica apre la strada alla ricarica del veicolo in 90 secondi
Le batterie quantistiche utilizzano le stesse bizzarre proprietà della meccanica quantistica che rendono possibili i computer quantistici di prossima generazione, sebbene invece di aumentare notevolmente la potenza di elaborazione dei computer potrebbero consentire la ricarica istantanea di un veicolo in soli 90 secondi, secondo un recente articolo di Anthony Cuthbertson sull'Independent. Quantum News Briefs riassume di seguito.
Un team composto da scienziati dell'Istituto di scienze di base in Corea e dell'Università dell'Insubria in Italia ha compiuto il passo avanti verso la realizzazione di questa tecnologia utilizzando un sistema quantomeccanico noto come micromaser.
Utilizza un campo elettromagnetico per immagazzinare l'energia caricata attraverso un flusso di qubit, proteggendo contemporaneamente dal rischio di sovraccarico. Utilizza un campo elettromagnetico per immagazzinare l'energia caricata attraverso un flusso di qubit, proteggendo contemporaneamente dal rischio di sovraccarico. I ricercatori hanno descritto un micromaser come "un eccellente modello di batteria quantistica" e hanno dimostrato con successo che il processo di ricarica è più veloce della ricarica classica.
I ricercatori sudcoreani hanno già calcolato che la tecnologia delle batterie quantistiche potrebbe ridurre i tempi di ricarica domestica delle auto elettriche da 10 ore a soli tre minuti, mentre le stazioni di supercharger potrebbero ricaricare completamente un veicolo in soli 90 secondi. In uno studio pubblicato all'inizio di quest'anno, gli scienziati hanno notato come il tempo di ricarica di una batteria quantistica diminuisca effettivamente man mano che le dimensioni della batteria aumentano. Ciò è dovuto a un fenomeno noto come accelerazione quantistica, che si riferisce al modo in cui le molecole diventano più aggrovigliate man mano che la batteria si ingrandisce.
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Sandra K. Helsel, Ph.D. si occupa di ricerca e reportage sulle tecnologie di frontiera dal 1990. Ha conseguito il dottorato di ricerca. dell'Università dell'Arizona.
