Quantinuum President og COO Tony Uttley annoncerede for nylig tre store resultater. Quantum News Briefs opsummerer pressemeddelelsen den 27. september, der beskriver disse præstationer. Klik her for at læse hele den informationsrige meddelelse med illustrationer på Quantinuum-siden.
De tre milepæle, der repræsenterer handlebar acceleration for kvanteberegnings-økosystemet, er: (i) nye vilkårlige vinkelport-funktioner på H-seriens hardware, (ii) endnu en QV-rekord for System Model H1-hardwaren, og (iii) over 500,000 downloads af Quantinuums open source TKET, et verdensførende kvantesoftwareudviklingssæt (SDK)
"Quantinuum accelererer kvantecomputernes indvirkning på verden," sagde Uttley. "Vi gør betydelige fremskridt med både vores hardware og software, udover at opbygge et fællesskab af udviklere, der bruger vores TKET SDK," forklarer Uttley
Denne seneste kvantevolumenmåling af 8192 er særligt bemærkelsesværdig og er anden gang i år, at Quantinuum har udgivet en ny QV-rekord på deres fangede-ion kvantecomputerplatform, System Model H1, Powered by Honeywell.
En nøgle til at opnå denne seneste rekord er den nye evne til direkte at implementere vilkårlige vinkel to-qubit-gates. For mange kvantekredsløb giver denne nye måde at lave en to-qubit-gate på en mere effektiv kredsløbskonstruktion og fører til resultater med højere kvalitet. Dette nye portdesign repræsenterer en tredje metode for Quantinuum til at forbedre effektiviteten af H1-generationen, sagde Dr. Jenni Strabley, Senior Director of Offering Management hos Quantinuum.
En kraftfuld ny funktion: Flere oplysninger om vilkårlige vinkelporte
I øjeblikket kan forskere lave enkelte qubit-porte - rotationer på en enkelt qubit - eller en fuldt sammenfiltrende to-qubit-gate. Det er muligt at bygge enhver kvanteoperation ud af netop disse byggeklodser. Med vilkårlige vinkelporte, i stedet for blot at have en to-qubit-port, der er fuldstændig sammenfiltret, kan videnskabsmænd bruge en to-qubit-port, der er delvist sammenfiltret.
Dette er en kraftfuld ny funktion, især for støjende mellemskala kvantealgoritmer. En anden demonstration fra Quantinuum-teamet var at bruge to-qubit-gates med vilkårlig vinkel til at studere faseovergange uden ligevægt, hvis tekniske detaljer er tilgængelige på arXiv her.
En ny milepæl i kvantevolumen
Dette repræsenterer en ny milepæl i kvantevolumen, som kræver at køre vilkårlige kredsløb. Ved hvert udsnit af kvantevolumenkredsløbet parres qubits tilfældigt, og der udføres en kompleks to-qubit-operation. Denne SU(4) gate kan konstrueres mere effektivt ved at bruge den vilkårlige vinkel to-qubit gate, hvilket sænker fejlen ved hvert trin i algoritmen.
Opbygning af et kvanteøkosystem blandt udviklere
Quantinuum har også opnået endnu en milepæl: over 500,000 downloads af TKET.
TKET er et avanceret softwareudviklingssæt til at skrive og køre programmer på gate-baserede kvantecomputere. TKET gør det muligt for udviklere at optimere deres kvantealgoritmer, hvilket reducerer de nødvendige beregningsressourcer, hvilket er vigtigt i NISQ-æraen. Quantinuum CEO Ilyas Khan sagde: "Selvom vi ikke har det nøjagtige antal brugere af TKET, er det klart, at vi vokser mod en million mennesker rundt om i verden, som har draget fordel af et kritisk værktøj, der integrerer på tværs af flere platforme og gør disse platforme klarer sig bedre. Vi er fortsat begejstrede for den måde, TKET hjælper med at demokratisere og accelerere innovation inden for kvantecomputere."
Yderligere data for Quantum Volume 8192
Systemmodellen H1-1 passerede med succes kvantevolumen 8192-benchmark, og leverede tunge resultater 69.33 % af tiden med en nedre grænse på 95 % konfidensinterval på 68.38 %, hvilket er over 2/3-tærsklen.
*****
PsiQuantums mål om at overgå enhver supercomputer med sin million qubit fotoniske kvantecomputer
Ved virksomhedens start etablerede PsiQuantum-teamet sit mål om at bygge en million qubit, fejltolerant fotonisk kvantecomputer. De mente også, at den eneste måde at skabe en sådan maskine på var at fremstille den i et halvlederstøberi. Paul Smith-Goodson diskuterer virksomhedens teknologi og langsigtede planer på det seneste Forbes artikel opsummeret nedenfor:
Lys bruges til forskellige operationer i superledere og atomare kvantecomputere. PsiQuantum bruger også lys og forvandler uendeligt små fotoner af lys til qubits. Af de to typer fotoniske qubits – klemt lys og enkelte fotoner – er PsiQuantums foretrukne teknologi single-photon qubits.
Dr. Shadbolt forklarede, at detektering af en enkelt foton fra en lysstråle er analog med at indsamle en enkelt specificeret dråbe vand fra Amazonflodens volumen på det bredeste sted. "Denne proces foregår på en chip på størrelse med en fjerdedel," sagde Dr. Shadbolt. "Ekstraordinær teknik og fysik sker inde i PsiQuantum-chips. Vi forbedrer konstant chippens pålidelighed og ydeevne med en enkelt fotonkilde."
Da PsiQuantum annoncerede sin Series D-finansiering for et år siden, afslørede virksomheden, at det havde dannet et tidligere uoplyst partnerskab med GlobalFoundries. Uden for offentligheden havde partnerskabet været i stand til at bygge en første af sin slags fremstillingsproces for fotoniske kvantechips. Denne fremstillingsproces producerer 300 millimeter wafers indeholdende tusindvis af enkeltfotonkilder og et tilsvarende antal enkeltfotondetektorer.
PsiQuantum valgte at bruge fotoner til at bygge sin kvantecomputer af flere grunde:
**Fotoner føler ikke varme, og de fleste fotoniske komponenter fungerer ved stuetemperatur.
**PsiQuantums superledende kvantefoton-detektorer kræver afkøling, men fungerer ved en temperatur omkring 100 gange varmere end superledende qubits
**Fotoner påvirkes ikke af elektromagnetisk interferens
*****
Det er lykkedes forskere i kvanteteknologi på Chalmers Tekniske Universitet at udvikle en teknik til at styre kvantetilstande af lys i et tredimensionelt hulrum. Ud over at skabe tidligere kendte tilstande er forskerne de første nogensinde til at demonstrere den længe søgte kubiske fasetilstand. Gennembruddet er et vigtigt skridt mod effektiv fejlkorrektion i kvantecomputere.
En stor hindring for realiseringen af en praktisk anvendelig kvantecomputer er, at de kvantesystemer, der bruges til at kode informationen, er tilbøjelige til støj og interferens, som forårsager fejl. At rette disse fejl er en central udfordring i udviklingen af kvantecomputere. En lovende tilgang er at erstatte qubits med resonatorer.
At kontrollere tilstanden af en resonator er imidlertid en udfordring, som kvanteforskere over hele verden kæmper med. Og resultaterne fra Chalmers giver en måde at gøre det på. Teknikken udviklet på Chalmers giver forskere mulighed for at generere stort set alle tidligere påviste kvantetilstande af lys, såsom for eksempel Schrödingers kat eller Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) tilstande, og den kubiske fasetilstand, en tilstand tidligere kun beskrevet i teorien.
”Kubisk fasetilstand er noget, som mange kvanteforskere har forsøgt at skabe i praksis i tyve år. Det faktum, at vi nu har formået at gøre dette for første gang, er en demonstration af, hvor godt vores teknik fungerer, men det vigtigste fremskridt er, at der er så mange tilstande af varierende kompleksitet, og vi har fundet en teknik, der kan skabe alle dem,” siger Marina Kudra, der er doktorand ved Institut for Mikroteknologi og Nanovidenskab og studiets hovedforfatter.
*****
DOE bevilger $400,000 til Stony Brook University professorens kvantecomputerforskning
Et nyt toårigt partnerskab mellem Department of Energy og Stony Brook University er blevet annonceret af Stony Brook University i New York. NextGov's Alexandra Kelley af NextGov diskuterede politikken bag denne pris. Quantum News Briefs opsummerer nedenfor. pris og hendes artikel i
Den to-årige DOE-bevilling på $400,000 blev tildelt skolens assistentprofessor i datalogi Supartha Podder med virkning fra den 1. september. Podders forskning vil specifikt fokusere på kvantevidner eller stykker data, der arbejder for at give hjælp og bekræfte et svar på en given beregning.
"Mit arbejde ser på, om kvantecomputere er bedre end traditionelle computertyper," forklarede Podder i en pressemeddelelse. "Vi vil gøre dette ved ikke kun at sammenligne kvante med klassisk med hensyn til standardressourcer, såsom tid og plads, der kræves til beregning, men også med hensyn til bredere og mere abstrakte ressourcer, såsom beregningsrådgivning og vidne."
For bedre at kunne observere og forstå kvantevidner, vil Podder arbejde på at designe nye kvantealgoritmer og fortsætte med at undersøge vidners mekaniske egenskaber.
Denne bevilling understøtter Biden-administrationens større plan for at fremme kvantecomputerforskning i USA. Og fordi andre lande også har investeret i kvanteforskning, har føderale agenturer for nylig fokuseret på at udvikle stærk post-kvantekryptografi og relaterede standarder for offentlige og private netværk for at beskytte følsomme data fra kvantecomputeres potentielle krypterings-krakningskraft
*****
Sandra K. Helsel, ph.d. har forsket og rapporteret om grænseteknologier siden 1990. Hun har sin ph.d. fra University of Arizona.
