By ซานดรา เฮลเซล โพสต์เมื่อ 16 ก.ย. 2022
สรุปข่าวควอนตัมวันนี้ เปิดฉากด้วยการประกาศของ D-wave เกี่ยวกับการศึกษาเหตุการณ์สำคัญ โดยมีรายละเอียดการสาธิตการอบอ่อนด้วยควอนตัมในวงกว้างครั้งแรก ตามด้วยบทความ “แอปพลิเคชันทางวิศวกรรมที่จำเป็นในการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีควอนตัมจะเปิดโอกาสทางเทคโนโลยี” ประการที่สาม คือการดูว่ารัฐ MA ระดมทุนและสร้างโครงสร้างพื้นฐานเพื่อนำเทคโนโลยีควอนตัมจากทฤษฎีไปสู่ธุรกิจได้อย่างไร และอื่น ๆ.
*****
D-Wave สาธิตการหลอมควอนตัมที่สอดคล้องกันขนาดใหญ่
D-Wave Quantum Inc. (NYSE: QBTS) ได้เผยแพร่การศึกษาหลักชัยที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ ของการสาธิตการหลอมควอนตัมที่สอดคล้องกันในวงกว้างครั้งแรก Quantum Briefs News สรุปก ผู้ประกาศข่าวเกี่ยวกับการศึกษาด้านล่าง
งานวิจัยนี้จัดแสดงเป็นครั้งแรกเกี่ยวกับไดนามิกของการเปลี่ยนเฟสควอนตัมในตัวประมวลผลการหลอมควอนตัมขนาดใหญ่ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ โดยใช้ความเร็วสูงสุด 2000 คิวบิตในโปรเซสเซอร์ D-Wave การสาธิตนี้ไปไกลกว่าระดับของการเปลี่ยนสถานะควอนตัมที่ตั้งโปรแกรมได้ก่อนหน้านี้ โดยเป็นการเปิดประตูสู่การจำลองเฟสแปลกใหม่ของสสาร (สถานะที่ผิดปกติของสสาร นอกเหนือจากของเหลว ของแข็ง หรือก๊าซที่ประกอบกันเป็นจักรวาล) ที่อาจรักษาไม่หาย
บทความวิจัยนี้เป็นความร่วมมือระหว่างนักวิทยาศาสตร์จาก D-Wave, มหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย, สถาบันเทคโนโลยีโตเกียว และมหาวิทยาลัยการแพทย์ไซตามะ ซึ่งมีชื่อว่า “การหลอมควอนตัมที่สอดคล้องกันในห่วงโซ่ Ising 2000 คิวบิตที่ตั้งโปรแกรมได้” ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร peer- วารสารที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ฟิสิกส์ธรรมชาติ วันนี้และสามารถใช้ได้ โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม. การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโปรเซสเซอร์ควอนตัม D-Wave ที่ตั้งโปรแกรมได้เต็มรูปแบบสามารถใช้เป็นเครื่องจำลองไดนามิกของควอนตัมที่สอดคล้องกันในขนาดใหญ่ได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้แสดงให้เห็นโดยแสดงให้เห็นรูปแบบของ “หงิกงอ” ที่แยกการหมุนที่สัมพันธ์กันในข้อตกลงที่เกือบจะสมบูรณ์แบบกับโซลูชันการวิเคราะห์ที่แม่นยำของสมการ Schrodinger อันโด่งดังสำหรับระบบควอนตัมในอุดมคติ ซึ่งแยกออกจากเสียงภายนอกได้อย่างสมบูรณ์ ความหนาแน่นและระยะห่างของจุดหักงอขึ้นอยู่กับความเร็วและ "ควอนตัมเนส" ของการทดลอง เหนือสิ่งอื่นใด การวัดพารามิเตอร์ควอบิตเดี่ยวแสดงให้เห็นเพื่อทำนายพฤติกรรมของระบบตั้งแต่ 8 ถึง 2000 คิวบิตได้อย่างแม่นยำ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการควบคุมในระดับสูงในการจำลองควอนตัมทุกระดับ
ความสำคัญของความสำเร็จนี้นอกเหนือไปจากแง่มุมทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานในการทำความเข้าใจการเปลี่ยนสถานะควอนตัมในเรื่องหนึ่งมิติ ด้วยการสร้างพื้นฐานทางเทคนิคสำหรับการจำลองควอนตัมขนาดใหญ่ ได้มีการปูทางสำหรับการทำความเข้าใจคุณสมบัติของวัสดุควอนตัมหลากหลายประเภทในทางวิทยาศาสตร์
นอกจากนี้ ความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่นำเสนอใน Nature Physics ตอกย้ำความมุ่งมั่นอย่างต่อเนื่องของ D-Wave ในการสร้างนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์อย่างไม่หยุดยั้งและการส่งมอบผลิตภัณฑ์
*****
การใช้งานทางวิศวกรรมที่จำเป็นเพื่อควบคุมเทคโนโลยีควอนตัมเปิดโอกาสทางเทคโนโลยี
การเปลี่ยนแปลงของขอบเขตกลศาสตร์ควอนตัมไปสู่การใช้งานทางวิศวกรรมกำลังเปิดโอกาสทางเทคโนโลยีควอนตัมที่ก่อกวนมากมาย Quantum News Briefs สรุปบทความล่าสุดโดย in วิศวกรรมเซมิคอนดักเตอร์โดย Kay-Uwe Giering และ Andy Heinig ที่มาอธิบายโอกาส
ไมโครอิเล็กทรอนิกส์มีบทบาทสำคัญในการควบคุมเทคโนโลยีควอนตัมให้เป็นเทคโนโลยีหลักแห่งอนาคต ในด้านหนึ่ง กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์เป็นส่วนสำคัญในการสร้างระบบเทคโนโลยีควอนตัม อย่างไรก็ตาม เหนือสิ่งอื่นใด ชิปอิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงจำเป็นต่อการควบคุมการตั้งค่าควอนตัมและประมวลผลข้อมูลการวัดผลที่ครอบคลุม ไมโครอิเล็กทรอนิกส์จึงเป็นอินเทอร์เฟซจากระบบควอนตัมสู่โลกภายนอก นอกเหนือจากข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพแล้ว การใช้งานบางอย่างยังต้องการให้ระบบเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก ส่งผลให้มีข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับโครงสร้างทางกลและการออกแบบทางไฟฟ้าของวงจร
เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้งานอื่นๆ ปริมาณจะไม่มากเป็นพิเศษ แม้ว่าการใช้งานควอนตัมจะถึงจุดก้าวหน้าเชิงพาณิชย์ก็ตาม ในทางกลับกัน แอปพลิเคชันควอนตัมจำนวนมากมักต้องการวงจรที่ได้รับการปรับแต่งในระดับสูง เช่น ในแง่ของระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องดำเนินการหรือจัดเตรียม นอกจากนี้ ความต้องการในการประมวลผลข้อมูลบางครั้งอาจสูงมาก ดังนั้นจึงมีเพียงแนวคิดวงจรและวงจรที่ทันสมัยที่สุดเท่านั้นที่สามารถตอบสนองได้ บ่อยครั้งที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต้องติดตั้งในพื้นที่การติดตั้งที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เนื่องจากข้อกำหนดในการใช้งานหรือเนื่องจากอุปกรณ์นั้นอยู่ในโดเมนการแช่แข็ง ดังนั้นแนวคิดการออกแบบใหม่ๆ เช่น ชิปเล็ต จึงคาดหวังให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้
*****
แมสซาชูเซตส์นำเทคโนโลยีควอนตัมจากทฤษฎีมาสู่ธุรกิจ
แมสซาชูเซตส์กำลังสร้างรากฐานสำหรับเศรษฐกิจเทคโนโลยีควอนตัม Quantum News Briefs แบ่งปันโครงการเทคโนโลยีควอนตัมหลายโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนในรัฐ
เงินช่วยเหลือ 3.5 ล้านดอลลาร์จาก Massachusetts Housing and Economic Development จะช่วยมหาวิทยาลัย Northeastern ก่อตั้ง Experiential Quantum Advancement Laboratories (EQUAL) ที่วิทยาเขตนวัตกรรมในเมืองเบอร์ลิงตัน เงินช่วยเหลือดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของโครงการทุนสนับสนุนการวิจัยและพัฒนาที่ร่วมมือกัน และบริหารจัดการโดยสถาบันนวัตกรรมแห่งความร่วมมือด้านเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MassTech) จะสนับสนุนโครงการมูลค่าเกือบ 10 ล้านดอลลาร์
เงินทุนดังกล่าวจะเสริมสร้างความร่วมมือระหว่าง EQUAL กับรัฐ สถาบันการศึกษา 23 แห่ง และพันธมิตรในอุตสาหกรรม XNUMX ราย ในขณะที่พวกเขาทำงานเพื่อปรับปรุงกระบวนการวิจัยสู่เชิงพาณิชย์สำหรับเทคโนโลยีควอนตัม
ที่ห้องปฏิบัติการอาคาร 5 ของ EQUAL นักศึกษาและนักวิจัยจะสามารถประยุกต์เทคโนโลยีควอนตัมใหม่ๆ ในระดับเชิงพาณิชย์ได้ทันที
ในเดือนเมษายน เครือจักรภพได้ประกาศให้ทุนสำหรับความร่วมมือควอนตัมที่มีขนาดเล็กลงระหว่างศูนย์วิจัยที่มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ที่บอสตัน มหาวิทยาลัยเวสเทิร์นนิวอิงแลนด์ และธุรกิจขนาดเล็กในแมสซาชูเซตส์สามแห่ง ความพยายามนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อส่งเสริมการพัฒนาและการจำหน่ายฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัม และสนับสนุนการพัฒนาบุคลากรสำหรับอุตสาหกรรมข้อมูลควอนตัม
*****
ความก้าวหน้าของแบตเตอรี่ควอนตัมปูทางไปสู่การชาร์จรถยนต์ได้ 90 วินาที
แบตเตอรี่ควอนตัมใช้คุณสมบัติที่แปลกประหลาดแบบเดียวกับกลศาสตร์ควอนตัมที่ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเจเนอเรชั่นใหม่เป็นไปได้ แม้ว่าแทนที่จะเพิ่มพลังการประมวลผลของคอมพิวเตอร์อย่างมหาศาล แบตเตอรี่สามารถชาร์จยานพาหนะได้ทันทีในเวลาเพียง 90 วินาที ตามบทความล่าสุดโดย แอนโทนี่ คัธเบิร์ตสัน จาก Independent Quantum News Briefs สรุปไว้ด้านล่าง
ทีมที่ประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์พื้นฐานในเกาหลีและมหาวิทยาลัยอินซูเบรียในอิตาลี ได้สร้างความก้าวหน้าในการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้จริงโดยการใช้ระบบกลไกควอนตัมที่เรียกว่าไมโครเมเซอร์
ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อกักเก็บพลังงานที่ชาร์จผ่านกระแสคิวบิต ขณะเดียวกันก็ป้องกันความเสี่ยงของการชาร์จไฟเกิน ใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อกักเก็บพลังงานที่ชาร์จผ่านกระแสคิวบิต ขณะเดียวกันก็ป้องกันความเสี่ยงของการชาร์จไฟเกิน นักวิจัยอธิบายว่าไมโครเมเซอร์เป็น "โมเดลที่ยอดเยี่ยมของแบตเตอรี่ควอนตัม" และแสดงให้เห็นได้อย่างประสบความสำเร็จว่ากระบวนการชาร์จเร็วกว่าการชาร์จแบบดั้งเดิม
นักวิจัยชาวเกาหลีใต้ได้คำนวณแล้วว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ควอนตัมสามารถลดเวลาการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าภายในบ้านจาก 10 ชั่วโมงเหลือเพียงสามนาที ในขณะที่สถานีซุปเปอร์ชาร์จเจอร์สามารถชาร์จรถยนต์จนเต็มได้ในเวลาเพียง 90 วินาที ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อต้นปีนี้ นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าเวลาในการชาร์จของแบตเตอรี่ควอนตัมลดลงจริง ๆ เมื่อขนาดของแบตเตอรี่ใหญ่ขึ้นได้อย่างไร นี่เป็นเพราะปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเร่งความเร็วควอนตัม ซึ่งเกี่ยวข้องกับการที่โมเลกุลพันกันมากขึ้นเมื่อแบตเตอรี่มีขนาดใหญ่ขึ้น
*****
แซนดรา เค. เฮลเซล, Ph.D. ได้ทำการวิจัยและรายงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีชายแดนมาตั้งแต่ปี 1990 เธอสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอก จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา
