By Сандра Хелсель опубліковано 16 вересня 2022 р
Новини Quantum сьогодні починається оголошенням D-wave про визначне дослідження, в якому детально описується перша широкомасштабна демонстрація когерентного квантового відпалу, після чого йде стаття «Інженерні програми, необхідні для використання квантових технологій, відкривають технологічні можливості». По-третє, це погляд на те, як штат MA фінансує та розбудовує інфраструктуру, щоб перенести квантові технології від теорії до бізнесу. І більше.
*****
D-Wave демонструє масштабний когерентний квантовий відпал
D-Wave Quantum Inc. (NYSE: QBTS) опублікувала рецензоване етапне дослідження першої широкомасштабної демонстрації когерентного квантового відпалу. Новини Quantum Briefs підсумовують a сповісник новинt про дослідження нижче.
Дослідження вперше демонструє динаміку квантового фазового переходу у великомасштабному програмованому процесорі квантового відпалу з використанням до 2000 кубітів у процесорі D-Wave. Ця демонстрація виходить за рамки будь-якого попереднього програмованого квантового фазового переходу, відкриваючи двері для моделювання екзотичних фаз матерії (незвичайних станів матерії, поза рідиною, твердою речовиною чи газом, які складають Всесвіт), які інакше були б нерозв’язними.
Стаття — результат співпраці вчених із D-Wave, Університету Південної Каліфорнії, Токійського технологічного інституту та Медичного університету Сайтами — під назвою «Когерентний квантовий відпал у програмованому 2000-кубітному ланцюгу Ізінга» була опублікована в журналі рецензований журнал Фізика природи сьогодні і доступний тут. Дослідження показує, що повністю програмований квантовий процесор D-Wave можна використовувати як точний симулятор когерентної квантової динаміки у великих масштабах. Це було продемонстровано, показуючи моделі «перегинів», що розділяють корельовані спіни, майже ідеально узгоджуються з точними аналітичними рішеннями відомого рівняння Шредінгера для ідеальної квантової системи, повністю ізольованої від зовнішнього шуму. Щільність і відстань між кінками залежать, серед іншого, від швидкості та «квантовості» експерименту. Показано, що вимірювання однокубітних параметрів точно передбачають поведінку систем від 8 до 2000 кубітів, демонструючи високий рівень контролю в квантовому моделюванні на всіх масштабах.
Значення цього досягнення виходить за рамки основного наукового аспекту розуміння квантових фазових переходів в одновимірній матерії. Встановивши технічну основу для великомасштабного квантового моделювання, він проклав шлях для наукового розуміння властивостей більш широкого діапазону квантових матеріалів.
Крім того, наукові досягнення, представлені в Nature Physics, підкріплюють постійну відданість D-Wave невпинним науковим інноваціям і постачанню продукції.
*****
Інженерні програми, необхідні для використання квантових технологій, відкривають технологічні можливості
Перехід квантової механіки в інженерні програми відкриває велику кількість проривних можливостей для квантових технологій. Quantum News Briefs підсумовує нещодавню статтю in Напівпровідникова інженерія Кей-Уве Гірінга та Енді Хайніга які пояснюють можливості.
Мікроелектроніка відіграє вирішальну роль у використанні квантових технологій як ключових технологій майбутнього. З одного боку, напівпровідникові процеси є важливою частиною створення квантових технологічних систем. Однак перш за все потрібні високопродуктивні електронні чіпи для керування квантовими установками та обробки отриманих великих даних вимірювань. Мікроелектроніка, таким чином, забезпечує інтерфейс від квантових систем до зовнішнього світу. На додаток до вимог до продуктивності, деякі програми вимагають охолодження систем до надзвичайно низьких температур. Це призводить до додаткових вимог до механічної конструкції та електричної конструкції ланцюгів.
Порівняно з іншими додатками, кількість не буде особливо великою, навіть якщо квантові додатки досягнуть точки комерційного прориву. З іншого боку, багато квантових додатків часто вимагають дуже індивідуальних схем, наприклад, з точки зору рівнів напруги, які вони повинні обробляти або забезпечувати. Крім того, вимоги до обробки даних іноді надзвичайно високі, тому їм можуть відповідати лише найсучасніші концепції та схеми. Часто електроніку також потрібно розміщувати в найменшому можливому місці для встановлення, або через вимоги застосування, або через те, що вона розташована в кріостатичній області. Тому очікується, що нові концепції дизайну, такі як чіплети, відповідатимуть цим вимогам.
*****
Массачусетс переносить квантові технології від теорії до бізнесу
Массачусетс створює основу для економіки квантових технологій. Quantum News Briefs ділиться кількома проектами квантових технологій, які фінансуються в штаті.
Грант у розмірі 3.5 мільйона доларів США від Массачусетського житлового та економічного розвитку допоможе Північно-східному університету створити Лабораторії експериментального квантового вдосконалення (EQUAL) у своєму інноваційному містечку в Берлінгтоні. Грант, який є частиною Програми грантів для спільних досліджень і розробок і адмініструється Інноваційним інститутом Массачусетської технологічної спільноти (MassTech), підтримає проект вартістю майже 10 мільйонів доларів США.
Фінансування зміцнить партнерство EQUAL із державою, дев’ятьма академічними установами та 23 галузевими партнерами, які працюють над оптимізацією конвеєра від дослідження до комерціалізації квантових технологій.
У лабораторії EQUAL у будівлі V студенти та дослідники зможуть одразу застосовувати нові квантові технології на комерційному рівні.
У квітні Співдружність оголосила про фінансування меншої квантової співпраці між дослідницькими центрами Університету Массачусетса в Бостоні, Університету Західної Нової Англії та трьох малих підприємств Массачусетса. Зусилля спрямовані на прискорення розробки та комерціалізації апаратного забезпечення квантових обчислень і підтримку розвитку робочої сили для галузі квантової інформації.
*****
Прорив у галузі квантової батареї відкриває шлях до 90-секундної перезарядки автомобіля
Квантові батареї використовують ті ж химерні властивості квантової механіки, які роблять можливими квантові комп’ютери наступного покоління, хоча замість значного збільшення обчислювальної потужності комп’ютерів вони можуть дозволити миттєву зарядку транспортного засобу всього за 90 секунд, згідно з нещодавньою статтею Ентоні Катбертсон в Independent. Quantum News Briefs підсумовує нижче.
Команда, що складається з вчених з Інституту фундаментальної науки в Кореї та Університету Інсубрії в Італії, зробила прорив у реалізації цієї технології, використовуючи квантово-механічну систему, відому як мікромазер.
Він використовує електромагнітне поле для накопичення енергії, що заряджається через потік кубітів, одночасно захищаючи від ризику перезаряджання. Він використовує електромагнітне поле для зберігання енергії, зарядженої через потік кубітів, одночасно захищаючи від ризику перезаряджання. Дослідники описали мікромазер як «чудову модель квантової батареї» і успішно продемонстрували, що процес зарядки відбувається швидше, ніж класична зарядка.
Південнокорейські дослідники вже підрахували, що технологія квантової батареї може скоротити час домашньої зарядки електромобілів з 10 годин до лише трьох хвилин, тоді як зарядні станції можуть повністю зарядити автомобіль лише за 90 секунд. У дослідженні, опублікованому на початку цього року, вчені відзначили, що час заряджання квантової батареї фактично зменшується зі збільшенням розміру батареї. Це пов’язано з явищем, відомим як квантове прискорення, яке пов’язане з тим, як молекули стають більш заплутаними, коли батарея стає більшою.
*****
Сандра К. Хелсел, доктор філософії досліджує передові технології та звітує про них з 1990 року. Вона має ступінь доктора філософії. з Університету Арізони.
