By Сандра Хелсел опубликовано 16 сент. 2022 г.
Обзоры новостей Quantum сегодня начинается с объявления D-wave о важном исследовании, подробно описывающем первую крупномасштабную демонстрацию когерентного квантового отжига, за которым следует статья «Инженерные приложения, необходимые для использования квантовых технологий, открывают технологические возможности». В-третьих, это взгляд на то, как штат Массачусетс финансирует и создает инфраструктуру для перехода квантовых технологий от теории к бизнесу. И более.
*****
D-Wave демонстрирует крупномасштабный когерентный квантовый отжиг
D-Wave Quantum Inc. (NYSE: QBTS) опубликовала рецензируемое исследование первой крупномасштабной демонстрации когерентного квантового отжига. Новости Quantum Briefs суммируют анонс новостейоб исследовании ниже.
Исследование впервые демонстрирует динамику квантового фазового перехода в крупномасштабном программируемом процессоре квантового отжига, использующем до 2000 кубитов в процессоре D-Wave. Эта демонстрация выходит за рамки любого предыдущего программируемого квантового фазового перехода, открывая дверь для моделирования экзотических фаз материи (необычных состояний материи вне жидкости, твердого тела или газа, составляющих Вселенную), которые в противном случае были бы неразрешимы.
Статья, созданная в результате сотрудничества ученых из D-Wave, Университета Южной Калифорнии, Токийского технологического института и Медицинского университета Сайтамы, под названием «Когерентный квантовый отжиг в программируемой 2000-кубитной цепочке Изинга» была опубликована в журнале Peer-Wave. рецензируемый журнал Физика природы сегодня и доступен здесь. Исследование показывает, что полностью программируемый квантовый процессор D-Wave можно использовать в качестве точного симулятора когерентной квантовой динамики в больших масштабах. Это было продемонстрировано, демонстрируя закономерности «перегибов», разделяющих коррелированные спины, почти идеально согласующиеся с точными аналитическими решениями знаменитого уравнения Шредингера для идеальной квантовой системы, полностью изолированной от внешнего шума. Плотность и расстояние между изломами зависят, в том числе, от скорости и «квантовости» эксперимента. Было показано, что измерения параметров одного кубита позволяют точно предсказать поведение систем от 8 до 2000 кубитов, демонстрируя высокий уровень контроля в квантовом моделировании во всех масштабах.
Значение этого достижения выходит за рамки базового научного аспекта понимания квантовых фазовых переходов в одномерной материи. Создав техническую основу для крупномасштабного квантового моделирования, он проложил путь к научному пониманию свойств более широкого спектра квантовых материалов.
Кроме того, научные достижения, представленные в журнале Nature Physics, подкрепляют постоянную приверженность D-Wave неустанным научным инновациям и поставке продуктов.
*****
Инженерные приложения, необходимые для использования квантовых технологий, открывают технологические возможности
Переход области квантовой механики в инженерные приложения открывает большое количество прорывных квантовых технологических возможностей. Quantum News Briefs резюмирует недавнюю статью, опубликованную в Полупроводниковая инженерия Кей-Уве Гиринг и Энди Хейниг кто объяснит возможности.
Микроэлектроника играет решающую роль в использовании квантовых технологий в качестве ключевых технологий будущего. С одной стороны, полупроводниковые процессы являются важной частью создания квантовых технологических систем. Однако прежде всего необходимы высокопроизводительные электронные чипы для управления квантовыми установками и обработки полученных в результате обширных данных измерений. Таким образом, микроэлектроника обеспечивает интерфейс квантовых систем с внешним миром. Помимо требований к производительности, в некоторых приложениях требуется охлаждение систем до чрезвычайно низких температур. Это приводит к дополнительным требованиям к механической конструкции и электрическому расчету цепей.
По сравнению с другими приложениями, объемы не будут особенно большими, даже если квантовые приложения достигнут точки коммерческого прорыва. С другой стороны, многие квантовые приложения часто требуют схем с высокой степенью настройки, например, с точки зрения уровней напряжения, которые они должны обрабатывать или обеспечивать. Более того, требования к обработке данных иногда чрезвычайно высоки, поэтому им могут соответствовать только самые современные схемотехнические концепции и схемы. Часто электронику также необходимо разместить в минимально возможном пространстве для установки либо из-за требований применения, либо из-за того, что она расположена в криостатической области. Поэтому ожидается, что новые концепции дизайна, такие как чиплеты, будут отвечать этим требованиям.
*****
Массачусетс переносит квантовые технологии от теории к бизнесу
Массачусетс строит основу для экономики квантовых технологий. Quantum News Briefs рассказывает о нескольких проектах в области квантовых технологий, финансируемых в штате.
Грант в размере 3.5 миллиона долларов от Массачусетского жилищного и экономического развития поможет Северо-Восточному университету создать экспериментальные лаборатории квантового развития (EQUAL) в его инновационном кампусе в Берлингтоне. Грант, являющийся частью Программы грантов на совместные исследования и разработки и администрируемый Инновационным институтом Массачусетского технологического сотрудничества (MassTech), поддержит проект стоимостью почти 10 миллионов долларов.
Финансирование укрепит партнерские отношения EQUAL с государством, девятью академическими учреждениями и 23 отраслевыми партнерами, поскольку они работают над оптимизацией процесса исследования и коммерциализации квантовых технологий.
В лаборатории EQUAL Building V студенты и исследователи смогут сразу же применять новые квантовые технологии на коммерческом уровне.
В апреле Содружество объявило о финансировании меньшего квантового сотрудничества между исследовательскими центрами Массачусетского университета в Бостоне, Университета Западной Новой Англии и трех малых предприятий из Массачусетса. Эти усилия направлены на стимулирование разработки и коммерциализации оборудования для квантовых вычислений, а также на поддержку развития кадров для индустрии квантовой информации.
*****
Прорыв в области квантовых батарей открывает путь к 90-секундной перезарядке автомобиля
Квантовые батареи используют те же причудливые свойства квантовой механики, которые делают возможными квантовые компьютеры следующего поколения, хотя вместо значительного увеличения вычислительной мощности компьютеров они могут обеспечить мгновенную подзарядку транспортного средства всего за 90 секунд, согласно недавней статье автора Энтони Катбертсон в «Индепендент». Краткое изложение Quantum News Briefs приводится ниже.
Команда, состоящая из ученых из Института фундаментальных наук в Корее и Университета Инсубрии в Италии, совершила прорыв в реализации этой технологии, применив квантово-механическую систему, известную как микромазер.
Он использует электромагнитное поле для хранения энергии, заряженной через поток кубитов, одновременно защищая от риска перезарядки. Он использует электромагнитное поле для хранения энергии, заряженной через поток кубитов, одновременно защищая от риска перезарядки. Исследователи описали микромазер как «отличную модель квантовой батареи» и успешно продемонстрировали, что процесс зарядки происходит быстрее, чем классическая зарядка.
Южнокорейские исследователи уже подсчитали, что технология квантовых батарей может сократить время зарядки электромобилей в домашних условиях с 10 часов до всего лишь трех минут, а станции нагнетания смогут полностью зарядить автомобиль всего за 90 секунд. В исследовании, опубликованном ранее в этом году, ученые отметили, что время зарядки квантовой батареи фактически уменьшается по мере увеличения ее размера. Это связано с явлением, известным как квантовое ускорение, которое связано с тем, как молекулы становятся более запутанными по мере того, как батарея становится больше.
*****
Сандра К. Хелсел, доктор философии. занимается исследованиями и отчетами о передовых технологиях с 1990 года. У нее есть докторская степень. из Университета Аризоны.
