Partnerskaber presser på for kvantefordele – Physics World

En af de mange faktorer, der har bidraget til succesen med Storbritanniens National Quantum Technologies Program (NQTP), har været dets vægt på styrken af ​​samarbejde. Ved starten i 2014 etablerede NQTP fire forskningscentre, der gjorde det muligt for akademiske grupper fra hele Storbritannien at dele viden og ressourcer, hvilket accelererede udviklingen af ​​nye kvanteteknologier og katalyserede udviklingen af ​​en blomstrende opstartssektor.

Denne samarbejdskultur er blevet fuldt ud omfavnet på National Quantum Computing Center (NQCC), der blev lanceret i 2020 som et flagskibsinitiativ fra NQTP. Med et mangfoldigt program af aktiviteter, der spænder over teknologiudvikling, levering af infrastruktur og slutbrugerengagement, har det nationale laboratorium skabt strategiske forbindelser med både industrielle og akademiske partnere for at levere sit overordnede mål om at demonstrere kvantefordele – det punkt, hvor en kvantecomputer kan løse et specifikt problem hurtigere end dets klassiske modstykke – inden 2025.

I en bemærkelsesværdig udvikling, annonceret i november 2023, vil en aftale med IBM Quantum give NQCC og dets samarbejdspartnere cloud-baseret adgang til hele computergigantens flåde af kvantecomputere. Blandt dem er flere maskiner med 127 qubits, der leverer, hvad virksomheden kalder "utility-scale" kvantecomputere.

"Kvanteudviklere har brugt et lille antal qubits i lang tid, men de har også brug for at arbejde med større maskiner for at demonstrere, hvordan kvantecomputere er blevet nyttige værktøjer til at løse klasser af problemer ud over brute-force klassisk simulering af kvantemekanik." forklarede IBMs Adam Hammond, da han talte ved det årlige National Quantum Technologies Showcase i London i begyndelsen af ​​november. "Vores fokus hos IBM er at bringe den dag frem, hvor kvantecomputere kan udføre arbejde, der er svært at opnå med klassiske computere, og i sidste ende at levere en klar fordel i use cases, der gavner industrien og fremmer videnskaben."

Mens adgang til kvantehardwaren vil blive leveret som en kommerciel service, vil aftalen også gøre det muligt for NQCC at tilslutte sig IBMs Quantum Network, som samler omkring 250 organisationer fra hele verden. "Vi opfordrer til samarbejde mellem medlemmer af netværket og med os, hvor vi ser på ting som algoritmeudvikling og anvendelsen af ​​kvantecomputere til praktiske brugssager, hvor vi tror, ​​vi kan opnå kvantefordele først," forklarede Hammond. "Vi er kun i begyndelsen af ​​vores partnerskab med NQCC, og vi er ivrige efter at undersøge, hvordan vi kan udvikle dette partnerskab ved at arbejde sammen og dele vores viden og erfaring."

Dette seneste samarbejde bygger på en eksisterende teknologiaftale med Oxford Quantum Circuits, som giver adgang til deres Lucy kvanteprocessor til projekter finansieret gennem NQCC's brugerinddragelsesprogram, kaldet SparQ. Samtidig etablerer NQCC en kapacitet inden for kvanteemulering, en teknik, der gør det muligt for en klassisk computer at køre kvantekredsløb på samme måde som en kvantemaskine. I dette tilfælde udnytter NQCC et kraftfuldt softwareprogram oprettet ved University of Oxford, kaldet Quantum Exact Simulation Toolkit (QuEST), og arbejder i øjeblikket med en af ​​de originale udviklere for at optimere dets muligheder til brug på højtydende computere. klynge på Harwell Campus.

I mellemtiden strækker et mere etableret partnerskab med National Physical Laboratory (NPL) sig fra udvikling af standarder til teknologisk samarbejde. I et nyt initiativ, også annonceret i begyndelsen af ​​november, vil de to nationale faciliteter være hjørnestensmedlemmer i et pilotnetværk for kvantestandarder i Storbritannien. "NQCC vil bringe deres færdigheder og viden inden for kvantecomputere, såvel som deres forbindelser med opstartssamfundet," forklarer John Devaney, NPL's kvantestandardchef. "Vi kan dele vores ekspertise inden for udvikling af standarder, samtidig med at vi holder styr på internationale initiativer, der kan påvirke vores tilgang her i Storbritannien."

Quantum Standards Network Pilot vil også omfatte repræsentanter fra regeringsorganer, BSI-standardorganisationen og UKQuantum, en brancheforening, der har til formål at give en enkelt stemme til virksomheder, der udvikler kvanteteknologier. Målet med pilotprojektet er at kickstarte en samtale omkring standarder og akkreditering for nye kvanteplatforme, finde den bedste model for effektivt samarbejde mellem nøgleinteressenter i Storbritannien og argumentere for et længerevarende fokus på udvikling af standarder, der understøtter væksten af Storbritanniens kvanteøkosystem.

"Standarder handler om at åbne markeder og fremme innovation, men der er også en risiko for at standardisere for tidligt eller for snævert," siger Devaney. "Pilotnetværket vil give et forum for folk til at dele information og diskutere ideer, plus vi vil afholde workshops med fokus på bestemte industrisektorer, så kvanteudviklere kan tale med potentielle kunder om de forsikringer, de skal bruge for at være sikre på, at teknologien vil fungere for dem."

Devaney påpeger, at det første skridt mod udvikling af standarder er at etablere ordentlige test- og evalueringsprotokoller for forskellige kvanteteknologier, noget som NPL har arbejdet på i mange år. "Vi samarbejder allerede med nystartede virksomheder og forskningsorganisationer for at levere uafhængige målinger og karakterisering af deres prototyper," siger han. "Ved at arbejde med NQCC vil vi være i stand til at oversætte disse test- og måleprocedurer til standarder, der er passende for Storbritanniens kvantecomputersamfund."

NPL's ekspertise inden for kvantetest og måling vil også hjælpe NQCC's tekniske team, når de etablerer eksperimentelle platforme baseret på ionfælder, superledende kredsløb og, i den seneste tilføjelse, neutrale atomer. Ud over karakteriseringen af ​​disse nye computerplatforme har NPL også udviklet lignende kvanteteknologier til applikationer inden for metrologi, herunder ion-fælde-enheder, der oprindeligt blev udviklet til tids- og frekvensmålinger. De ion-fælde-chips, der er udviklet hos NPL, har også potentiale til at blive brugt til kvanteberegning, som i fremtiden forventes at blive et frugtbart samarbejdsområde mellem de to nationale laboratorier.

Faktisk udnytter den første ion-fælde-platform, der skal bygges på NQCC, en enhed, der er opstået fra forskning ved University of Oxford, og viser, hvordan banebrydende arbejde inden for Storbritanniens akademiske sektor kan sætte NQCC's tekniske team i stand til at fokusere på at skalere teknologien op snarere end at designe og bygge nye enheder fra bunden. I løbet af det sidste år har kvanteforskere ved NQCC også besøgt førende akademiske grupper i Storbritannien for at forstå nuværende bedste praksis, træffe informerede eksperimentelle designbeslutninger og udforske mulighederne for fremtidige samarbejder - med ion-fælde-teamet, der allerede er involveret i flere fælles projekter med akademiske og industrielle partnere.

I mellemtiden åbner NQCC's nye partnerskab med Quantum Software Lab (QSL) ved University of Edinburgh allerede spændende nye muligheder for at engagere sig med industrien om applikationsudvikling. Det første projekt i pipelinen, som blev annonceret i begyndelsen af ​​november, vil se QSL- og NQCC-forskere arbejde sammen med highstreet-banken HSBC og teknologiudbyderen Rigetti for at udvikle kvantemaskinelæringsmetoder til at tackle det voksende problem med hvidvaskning af penge.

Dette samarbejde er i overensstemmelse med NQCC's ambitioner om at udforske effektive tidlige anvendelser af kvantecomputere, fremvise teknologiens potentiale, stimulere brugeradoption og forme Storbritanniens kvantecomputerbrugerfællesskab

Elham Kashefi, direktør for QSL og NQCC's chefforsker

HSBC udnytter allerede klassisk maskinlæring til at opdage uregelmæssigheder i finansielle transaktioner, der kan indikere kriminel adfærd, og mener, at en kvanteaktiveret løsning kan reducere risikoen og forbedre sine anti-svindeltjenester. "Den voksende forekomst af økonomisk kriminalitet globalt betyder, at det er bydende nødvendigt, at vi finder en forbedret måde at forhindre folk i at blive offer for svindlere," kommenterede Martin Brown, specialist i bedragerianalyse hos HSBC. "Quantum computing har potentialet til at være en game changer på denne arena."

Som en del af projektet vil QSL gå i spidsen for udviklingen af ​​kvantemaskine-læringsalgoritmer, som derefter køres på Rigettis 24-qubit platform. Men projektpartnerne arbejder allerede tæt sammen om at udvikle en optimal og praktisk løsning. "Vi har projektmøder hver anden uge for at sikre, at de algoritmer, vi udvikler, udnytter hardwarens muligheder bedst muligt," forklarer Ross Grassie, QSL's tekniske programchef. "HSBC er også meget opsat på at lære mere om tilgange til kvantemaskinelæring, og at have deres involvering lige fra starten vil hjælpe os med at skabe en praktisk løsning, der opfylder deres behov."

For Elham Kashefi, direktør for QSL og NQCC's chefforsker, viser projektet, hvordan industrien og den akademiske verden kan arbejde sammen om at accelerere innovation og udvikle kvanteaktiverede løsninger, der opfylder et klart kommercielt behov. "Dette er et af de allerførste projekter i QSL, og vi er ivrige efter at bruge det som en arbejdsmodel for andre kommende projekter," siger hun. "Dette samarbejde stemmer overens med NQCC's ambitioner om at udforske effektive tidlige anvendelser af kvantecomputere, fremvise teknologiens potentiale, stimulere brugeradoption og forme Storbritanniens kvantecomputerbrugerfællesskab."

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
• PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
• PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/partnerships-push-for-quantum-advantage/