Tony Uttley, Präsident und COO von Quantinuum, gab kürzlich drei große Erfolge bekannt. Quantum News Briefs fasst die Pressemitteilung vom 27. September zusammen, in der diese Erfolge beschrieben werden. Klicken Sie hier, um die gesamte informationsreiche Ankündigung mit Abbildungen auf der Quantinuum-Website zu lesen.
Die drei Meilensteine, die eine umsetzbare Beschleunigung für das Quantencomputing-Ökosystem darstellen, sind: (i) neue Arbitrary-Angle-Gate-Funktionen auf der Hardware der H-Serie, (ii) ein weiterer QV-Rekord für die Hardware des Systemmodells H1 und (iii) über 500,000 Downloads von Quantinuums Open-Source-TKET, einem weltweit führenden Quantensoftware-Entwicklungskit (SDK)
„Quantinuum beschleunigt die Auswirkungen des Quantencomputings auf die Welt“, sagte Uttley. „Wir machen sowohl bei unserer Hardware als auch bei unserer Software erhebliche Fortschritte und bauen außerdem eine Community von Entwicklern auf, die unser TKET SDK verwenden“, erklärt Uttley
Diese neueste Quantenvolumenmessung von 8192 ist besonders bemerkenswert und es ist das zweite Mal in diesem Jahr, dass Quantinuum einen neuen QV-Rekord auf seiner Quantencomputerplattform für gefangene Ionen, dem System Model H1, veröffentlicht hat, das von Honeywell betrieben wird.
Ein Schlüssel zum Erreichen dieses neuesten Rekords ist die neue Möglichkeit, Zwei-Qubit-Gates mit beliebigem Winkel direkt zu implementieren. Bei vielen Quantenschaltkreisen ermöglicht diese neue Art der Herstellung eines Zwei-Qubit-Gatters einen effizienteren Schaltkreisaufbau und führt zu Ergebnissen mit höherer Wiedergabetreue. „Dieses neue Gate-Design stellt für Quantinuum eine dritte Methode zur Verbesserung der Effizienz der H1-Generation dar“, sagte Dr. Jenni Strabley, Senior Director of Offering Management bei Quantinuum.
Eine leistungsstarke neue Funktion: Weitere Informationen zu beliebigen Winkelfenstern
Derzeit können Forscher einzelne Qubit-Gatter – Rotationen auf einem einzelnen Qubit – oder ein vollständig verschränktes Zwei-Qubit-Gatter herstellen. Es ist möglich, jede beliebige Quantenoperation nur aus diesen Bausteinen aufzubauen. Bei Gattern mit beliebigem Winkel können Wissenschaftler statt nur eines vollständig verschränkten Zwei-Qubit-Gatters ein teilweise verschränktes Zwei-Qubit-Gate verwenden.
Dies ist eine leistungsstarke neue Fähigkeit, insbesondere für verrauschte Quantenalgorithmen mittlerer Skala. Eine weitere Demonstration des Quantinuum-Teams bestand darin, Zwei-Qubit-Gates mit beliebigem Winkel zur Untersuchung von Nichtgleichgewichtsphasenübergängen zu verwenden. Die technischen Details dazu finden Sie hier auf arXiv.
Ein neuer Meilenstein im Quantenvolumen
Dies stellt einen neuen Meilenstein im Quantenvolumen dar, der den Betrieb beliebiger Schaltkreise erfordert. In jedem Abschnitt des Quantenvolumenschaltkreises werden die Qubits zufällig gepaart und eine komplexe Zwei-Qubit-Operation wird durchgeführt. Dieses SU(4)-Gatter kann mithilfe des Zwei-Qubit-Gatters mit beliebigem Winkel effizienter konstruiert werden, wodurch der Fehler bei jedem Schritt des Algorithmus verringert wird.
Aufbau eines Quantenökosystems unter Entwicklern
Quantinuum hat außerdem einen weiteren Meilenstein erreicht: über 500,000 Downloads von TKET.
TKET ist ein fortschrittliches Software-Entwicklungskit zum Schreiben und Ausführen von Programmen auf Gate-basierten Quantencomputern. Mit TKET können Entwickler ihre Quantenalgorithmen optimieren und so die erforderlichen Rechenressourcen reduzieren, was im NISQ-Zeitalter wichtig ist. Ilyas Khan, CEO von Quantinuum, sagte: „Obwohl wir nicht die genaue Anzahl von TKET-Benutzern haben, ist es klar, dass wir auf eine Million Menschen auf der ganzen Welt anwachsen, die ein wichtiges Tool genutzt haben, das sich über mehrere Plattformen hinweg integrieren lässt und diese erstellt.“ Plattformen schneiden besser ab. Wir sind weiterhin begeistert von der Art und Weise, wie TKET zur Demokratisierung und Beschleunigung von Innovationen im Quantencomputing beiträgt.“
Zusätzliche Daten für Quantum Volume 8192
Das Systemmodell H1-1 hat den Quantenvolumen-Benchmark 8192 erfolgreich bestanden und in 69.33 % der Fälle schwerwiegende Ergebnisse ausgegeben, mit einer Untergrenze des 95 %-Konfidenzintervalls von 68.38 %, was über dem 2/3-Schwellenwert liegt.
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Das Ziel von PsiQuantum ist es, mit seinem millionenschweren photonischen Quantencomputer jeden Supercomputer zu übertreffen
Bei der Gründung des Unternehmens legte das PsiQuantum-Team das Ziel fest, einen fehlertoleranten photonischen Quantencomputer mit einer Million Qubits zu bauen. Sie glaubten auch, dass die einzige Möglichkeit, eine solche Maschine herzustellen, darin bestehe, sie in einer Halbleitergießerei herzustellen. Paul Smith-Goodson bespricht kürzlich die Technologie und die langfristigen Pläne des Unternehmens Forbes Artikel unten zusammengefasst:
Licht wird für verschiedene Operationen in Supraleitern und atomaren Quantencomputern verwendet. Auch PsiQuantum nutzt Licht und wandelt verschwindend kleine Lichtphotonen in Qubits um. Von den beiden Arten photonischer Qubits – gequetschtes Licht und einzelne Photonen – sind Einzelphotonen-Qubits die bevorzugte Technologie von PsiQuantum.
Dr. Shadbolt erklärte, dass die Detektion eines einzelnen Photons aus einem Lichtstrahl dem Sammeln eines einzelnen spezifizierten Wassertropfens aus dem Volumen des Amazonas an seiner breitesten Stelle gleicht. „Dieser Prozess findet auf einem Chip von der Größe eines Viertels statt“, sagte Dr. Shadbolt. „In den PsiQuantum-Chips geschieht außergewöhnliche Technik und Physik. Wir verbessern ständig die Wiedergabetreue und die Leistung einer einzelnen Photonenquelle des Chips.“
Als PsiQuantum vor einem Jahr seine Series-D-Finanzierung ankündigte, gab das Unternehmen bekannt, dass es eine bisher nicht genannte Partnerschaft mit GlobalFoundries eingegangen war. Unter Ausschluss der Öffentlichkeit war es der Partnerschaft gelungen, einen einzigartigen Herstellungsprozess für photonische Quantenchips aufzubauen. Bei diesem Herstellungsprozess werden 300-Millimeter-Wafer hergestellt, die Tausende von Einzelphotonenquellen und eine entsprechende Anzahl von Einzelphotonendetektoren enthalten.
PsiQuantum hat sich aus mehreren Gründen für die Verwendung von Photonen zum Bau seines Quantencomputers entschieden:
**Photonen spüren keine Wärme und die meisten photonischen Komponenten arbeiten bei Raumtemperatur.
**Die supraleitenden Quantenphotonendetektoren von PsiQuantum erfordern eine Kühlung, arbeiten aber bei einer etwa 100-mal höheren Temperatur als supraleitende Qubits
**Photonen werden durch elektromagnetische Störungen nicht beeinträchtigt
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Forschern der Quantentechnologie an der Chalmers University of Technology ist es gelungen, eine Technik zur Steuerung der Quantenzustände von Licht in einem dreidimensionalen Hohlraum zu entwickeln. Neben der Schaffung bisher bekannter Zustände ist es den Forschern erstmals überhaupt gelungen, den lange gesuchten kubischen Phasenzustand nachzuweisen. Der Durchbruch ist ein wichtiger Schritt hin zu einer effizienten Fehlerkorrektur in Quantencomputern.
Ein großes Hindernis für die Realisierung eines praktisch nutzbaren Quantencomputers besteht darin, dass die zur Kodierung der Informationen verwendeten Quantensysteme anfällig für Rauschen und Interferenzen sind, was zu Fehlern führt. Die Korrektur dieser Fehler ist eine zentrale Herausforderung bei der Entwicklung von Quantencomputern. Ein vielversprechender Ansatz besteht darin, Qubits durch Resonatoren zu ersetzen.
Allerdings ist die Kontrolle der Zustände eines Resonators eine Herausforderung, mit der sich Quantenforscher auf der ganzen Welt auseinandersetzen. Und die Ergebnisse von Chalmers bieten einen Weg dazu. Die bei Chalmers entwickelte Technik ermöglicht es Forschern, praktisch alle zuvor nachgewiesenen Quantenzustände des Lichts zu erzeugen, wie zum Beispiel Schrödingers Katze oder Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP)-Zustände sowie den kubischen Phasenzustand, der bisher nur in der Theorie beschrieben wurde.
„Der kubische Phasenzustand ist etwas, das viele Quantenforscher seit zwanzig Jahren in der Praxis zu erzeugen versuchen. Die Tatsache, dass uns dies nun zum ersten Mal gelungen ist, ist ein Beweis dafür, wie gut unsere Technik funktioniert. Der wichtigste Fortschritt besteht jedoch darin, dass es so viele Zustände unterschiedlicher Komplexität gibt und wir eine Technik gefunden haben, mit der wir jeden dieser Zustände erzeugen können sie“, sagt Marina Kudra, Doktorandin am Institut für Mikrotechnologie und Nanowissenschaften und Hauptautorin der Studie.
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DOE stellt 400,000 US-Dollar für die Quantencomputerforschung eines Professors der Stony Brook University bereit
Die Stony Brook University in New York hat eine neue zweijährige Partnerschaft zwischen dem Energieministerium und der Stony Brook University angekündigt. NextGov's Alexandra Kelley von NextGov diskutierte die Politik hinter dieser Auszeichnung. Die Quantum News Briefs werden unten zusammengefasst. Auszeichnung und ihr Artikel i
Das zweijährige DOE-Stipendium in Höhe von 400,000 US-Dollar wurde mit Wirkung zum 1. September an die Informatik-Assistenzprofessorin der Schule, Supartha Podder, vergeben. Podders Forschung wird sich speziell auf Quantenzeugen oder Datenelemente konzentrieren, die Hilfe bieten und eine Antwort auf eine bestimmte Berechnung bestätigen.
„Meine Arbeit zielt darauf ab, herauszufinden, ob Quantencomputer besser sind als herkömmliche Computertypen“, erklärte Podder in einer Pressemitteilung. „Wir werden dies tun, indem wir Quantenphysik mit klassischer Quantenphysik nicht nur im Hinblick auf Standardressourcen wie Zeit und Raum, die für die Berechnung benötigt werden, vergleichen, sondern auch im Hinblick auf umfassendere und abstraktere Ressourcen wie rechnerische Beratung und Zeugenaussagen.“
Um Quantenzeugen besser beobachten und verstehen zu können, wird Podder an der Entwicklung neuer Quantenalgorithmen arbeiten und weiterhin die mechanischen Eigenschaften von Zeugen untersuchen.
Dieser Zuschuss unterstützt den größeren Plan der Biden-Regierung, die Quantencomputing-Forschung in den USA voranzutreiben. Und da auch andere Länder in die Quantenforschung investiert haben, haben sich Bundesbehörden in letzter Zeit auf die Entwicklung starker Post-Quanten-Kryptographie und damit verbundener Standards für öffentliche und private Netzwerke zum Schutz sensibler Daten konzentriert Daten aus der potenziellen Fähigkeit von Quantencomputern, Verschlüsselungen zu knacken
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Sandra K. Helsel, Ph.D. forscht und berichtet seit 1990 über Grenztechnologien. Sie hat ihren Ph.D. von der Universität von Arizona.
