By Sandra Helsel gepostet am 14. Oktober 2022
Quantum News Briefs 14. Oktober beginnt mit der Ankündigung, dass „IIT Madras dem IBM Quantum Network beitritt“; gefolgt von Forschern der CU Boulder, die „Waben“-ähnliches Quantenmaterial untersuchen. Drittens ist eine bahnbrechende Ankündigung eines internationalen Forschungsteams, das „Qubits für einen programmierbaren, supraleitenden Festkörperprozessor“ und MEHR beschreibt.
*****
IBM hat bekannt gegeben, dass das Indian Institute of Technology Madras (IIT-Madras) als erste indische Institution dem IBM Quantum Network beitritt, um die Entwicklung und Forschung von Quantencomputing-Fähigkeiten in Indien voranzutreiben. Quantum News Briefs fasst die Ankündigung zusammen, die am gemacht wurde Photonik im Internet.
Als Mitglied des IBM Quantum Network erhält das IIT Madras einen Cloud-basierten Zugriff auf die fortschrittlichsten Quantencomputersysteme von IBM und das Quanten-Know-how von IBM, um praktische Anwendungen zu erforschen und die weitreichenden Vorteile dieser Technologie für Wirtschaft und Gesellschaft zu realisieren.
Das Center for Quantum Information, Communication and Computing (CQuICC) des IIT Madras wird sich auf die Weiterentwicklung von Kernalgorithmen in Forschungsbereichen wie Quantum Machine Learning, Quantum Optimization und Anwendungsforschung im Finanzbereich konzentrieren. Sie werden IBM Quantum-Services zusammen mit dem Open-Source-Framework Qiskit nutzen, um Bereiche wie Quantenalgorithmen, Quantenmaschinenlernen, Quantenfehlerkorrektur und -minderung, Quantentomographie und Quantenchemie zu erforschen und auch das Quantencomputing-Ökosystem voranzutreiben und auszubauen das Land. Forscher des IIT Madras werden mit Unterstützung von IBM Research India zur Weiterentwicklung der Forschung in der Anwendung von Quantencomputern in solchen Bereichen beitragen, die für Indien relevant sind.
Das IIT Madras schließt sich mehr als 180 Mitgliedern des IBM Quantum Network an, einer globalen Gemeinschaft von Fortune-500-Unternehmen, Start-ups, akademischen Einrichtungen und Forschungslabors, die mit IBM Quantum-Technologie arbeiten, um Quantencomputer voranzutreiben und praktische Anwendungen zu erforschen.
*****
CU-Forscher untersuchen „erstaunliche Eigenschaften“ von wabenartigem Quantenmaterial
Eine Reihe von summenden, bienenartigen „Schleifenströmen“ könnte ein kürzlich entdecktes, noch nie zuvor gesehenes Phänomen in einer Art Quantenmaterial erklären. Die Ergebnisse von Forschern der University of Colorado Boulder könnte eines Tages Ingenieuren helfen, neue Arten von Geräten zu entwickeln, wie Quantensensoren oder das Quantenäquivalent von Computerspeichergeräten.
Das betreffende Quantenmaterial ist unter der chemischen Formel Mn bekannt3Si2Te6. Man könnte es aber auch „Wabe“ nennen, denn seine Mangan- und Telluratome bilden ein Netzwerk aus ineinandergreifenden Oktaedern, die aussehen wie die Zellen in einem Bienenstock.
Der Physiker Gang Cao und seine Kollegen an der CU Boulder synthetisierte diesen molekularen Bienenstock in ihrem Labor im Jahr 2020, und sie erlebten eine Überraschung: Unter den meisten Umständen verhielt sich das Material wie ein Isolator. Mit anderen Worten, es ließ elektrische Ströme nicht leicht durch. Wenn sie die Wabe jedoch auf eine bestimmte Weise Magnetfeldern aussetzten, wurde sie plötzlich millionenfach weniger widerstandsfähig gegen Ströme. Es war fast so, als hätte sich das Material von Gummi in Metall verwandelt.
Die Gruppe berichtet, dass die Wabe unter bestimmten Bedingungen von winzigen internen Strömen durchströmt wird, die als chirale Orbitalströme oder Schleifenströme bekannt sind. Elektronen flitzen in Schleifen innerhalb jedes der Oktaeder in diesem Quantenmaterial herum. Seit den 1990er Jahren haben Physiker theoretisiert, dass solche Schleifenströme in einer Handvoll bekannter Materialien wie Hochtemperatur-Supraleitern existieren könnten, aber sie müssen sie noch direkt beobachten.
Cao sagte, dass sie in der Lage sein könnten, überraschende Transformationen in Quantenmaterialien voranzutreiben, wie die, über die er und sein Team gestolpert sind.
„Wir haben einen neuen Quantenzustand der Materie entdeckt“, sagte Cao. „Sein Quantenübergang ist fast so, als würde Eis zu Wasser schmelzen.“ Klicken Sie hier, um den ausführlichen Originalartikel auf der CU-Website zu lesen
*****
Durchbruch: Qubits für einen programmierbaren, supraleitenden Festkörperprozessor
Forscher der Arizona State University und der Zhejiang University in China konnten zusammen mit zwei Theoretikern aus dem Vereinigten Königreich erstmals zeigen, dass eine große Anzahl von Quantenbits oder Qubits so abgestimmt werden kann, dass sie unter Beibehaltung der Kohärenz miteinander interagieren für eine beispiellos lange Zeit in einem programmierbaren, supraleitenden Festkörperprozessor. Quantum News Briefs fasst die Ankündigung von Physics News zusammen.
In einem neuen Artikel demonstrierten Wissenschaftler einen „ersten Blick“ auf die Entstehung von Quanten-Vielkörper-Vernarbungszuständen (QMBS) als robusten Mechanismus zur Aufrechterhaltung der Kohärenz zwischen interagierenden Qubits. Solche exotischen Quantenzustände bieten die attraktive Möglichkeit, eine umfangreiche mehrteilige Verschränkung für eine Vielzahl von Anwendungen in der Quanteninformationswissenschaft und -technologie zu realisieren, um eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit und einen geringen Stromverbrauch zu erreichen. Das Papier, das heute (13. Oktober) in der Zeitschrift veröffentlicht wird Naturphysik
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>Nature Physics, wurde von ASU Regents Professor Ying-Cheng Lai, seinem ehemaligen ASU Doktoranden Lei Ying und dem Experimentalforscher Haohua Wang, beide Professoren an der Zhejiang University in China, verfasst.
„QMBS-Zustände besitzen die intrinsische und generische Fähigkeit der mehrteiligen Verschränkung, was sie für Anwendungen wie Quantensensorik und Metrologie äußerst attraktiv macht“, erklärte Ying.
Der Schlüssel zur Forschung ist die Einsicht in die Verzögerung der Thermalisierung zur Aufrechterhaltung der Kohärenz, die als entscheidendes Forschungsziel im Quantencomputing gilt.
*****
Quantencomputing könnte alle 17 UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung positiv beeinflussen
Fortschritte in der Quantencomputertechnologie sind langfristig so breit anwendbar, dass sie alle 17 Ziele der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung positiv beeinflussen könnten. Quantum News Briefs fasst zusammen Jüngste Ankündigung.
Standard Chartered und die Universities Space Research Association arbeiten beim quanteninspirierten maschinellen Lernen für Anwendungen in den Bereichen Umwelt, Soziales und Governance zusammen, um diese UN-Ziele zu erreichen. Das Team zielt darauf ab, fortgeschrittene maschinelle Lernansätze zur Vorhersage von Naturkatastrophen wie Überschwemmungen und Wirbelstürmen zu entwickeln und zu untersuchen, wie Quantenprozessoren der aktuellen Generation, zukünftige Quantencomputerdesigns und physikbasierte Hardwarelöser genutzt werden könnten, um über den Stand der Technik hinaus zu verbessern. Kunst, die durch klassische maschinelle Lerntechniken erreichbar ist.
Das USRA-Quantenteam im Research Institute for Advanced Computer Science (RIACS) wird Aspekte hochleistungsfähiger klassischer Modelle testen, bewerten und verbessern sowie Hardware-Software-Systeme entwerfen, die die fortschrittlichsten Quantenmaschinen verwenden, die in der Cloud verfügbar sind.
USRAs Dr. David Bell, Direktor des Research Institute for Advanced Computer Science (RIACS) der USRA, bemerkte: „Die USRA setzt sich dafür ein, die Fähigkeiten in der Umweltdatenwissenschaft zu erweitern, um die Auswirkungen von Katastrophen wie Waldbränden und Überschwemmungen zu mildern. Diese Partnerschaft bringt ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern aus den Bereichen Quantencomputer, Umweltdatenwissenschaften und maschinelles Lernen zusammen, um zu untersuchen, wie neue Technologien entwickelt und angewendet werden können, um rechenintensive Probleme in Umwelt-, Sozial- und Governance-Anwendungen (ESG) anzugehen.“
Bei Standard Chartered, Elena Strbach, Global Head of Data Science and Innovation, sagte: „Wir freuen uns, unsere Partnerschaft mit unseren USRA-Kollegen in einem Bereich zu erneuern, der für die Bank, unsere Kunden und unsere Gemeinden von so entscheidender Bedeutung ist. Wir sind sehr daran interessiert, zu lernen und zu erforschen, wie Quantencomputer dazu beitragen können, das globale Ziel von Net Zero zu beschleunigen, das für die Zukunft unseres Planeten so entscheidend ist.“
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. forscht und berichtet seit 1990 über Grenztechnologien. Sie hat ihren Ph.D. von der Universität von Arizona.
