تونی اوتلی رئیس و مدیر اجرایی Quantinuum اخیراً سه دستاورد بزرگ را اعلام کردند. Quantum News Briefs انتشار خبری 27 سپتامبر را که این دستاوردها را توصیف می کند، خلاصه می کند. برای خواندن کل اطلاعیه غنی از اطلاعات به همراه تصاویر در سایت کوانتینیوم اینجا را کلیک کنید.
سه نقطه عطف، که نشان دهنده شتاب عملی برای اکو سیستم محاسبات کوانتومی هستند، عبارتند از: (1) قابلیت های دروازه زاویه دلخواه جدید در سخت افزار سری H، (500,000) یک رکورد QV دیگر برای سخت افزار مدل سیستم HXNUMX، و (iii) بیش از حد. XNUMX بارگیری از TKET منبع باز Quantinuum، یک کیت توسعه نرم افزار کوانتومی پیشرو در جهان (SDK)
اوتلی گفت: «کوانتینوم تأثیر محاسبات کوانتومی را بر جهان تسریع می‌کند. Uttley توضیح می دهد: "ما در حال پیشرفت قابل توجهی با سخت افزار و نرم افزار خود هستیم، علاوه بر ایجاد جامعه ای از توسعه دهندگان که از TKET SDK ما استفاده می کنند."
این جدیدترین اندازه گیری حجم کوانتومی 8192 به ویژه قابل توجه است و دومین بار در سال جاری است که Quantinuum یک رکورد QV جدید را بر روی پلت فرم محاسباتی کوانتومی یونی به دام افتاده خود، سیستم مدل H1، ارائه شده توسط هانیول منتشر می کند.
کلید دستیابی به این آخرین رکورد، قابلیت جدید اجرای مستقیم گیت های دو کیوبیتی با زاویه دلخواه است. برای بسیاری از مدارهای کوانتومی، این روش جدید برای انجام یک گیت دو کیوبیتی امکان ساخت مدار کارآمدتر را فراهم می کند و به نتایج وفاداری بالاتری منجر می شود. دکتر جنی استرابلی، مدیر ارشد مدیریت پیشنهادات در Quantinuum، گفت: این طراحی جدید گیت نشان دهنده سومین روش برای Quantinuum برای بهبود کارایی نسل H1 است.
یک قابلیت جدید قدرتمند: اطلاعات بیشتر در مورد دروازه های زاویه دلخواه
در حال حاضر، محققان می‌توانند دروازه‌های تک کیوبیتی - چرخش‌های روی یک کیوبیت - یا یک دروازه دو کیوبیتی کاملاً درهم‌تنیده را انجام دهند. ساخت هر عملیات کوانتومی فقط از آن بلوک‌های سازنده امکان‌پذیر است. با دروازه‌های زاویه‌ای دلخواه، به‌جای داشتن یک دروازه دو کیوبیتی که کاملاً در هم می‌پیچد، دانشمندان می‌توانند از دروازه‌ای دو کیوبیتی استفاده کنند که تا حدی در هم می‌پیچد.
این یک قابلیت جدید قدرتمند است، به ویژه برای الگوریتم‌های کوانتومی در مقیاس متوسط. نمایش دیگری از تیم Quantinuum استفاده از دروازه‌های دو کیوبیتی با زاویه دلخواه برای مطالعه انتقال‌های فاز غیرتعادلی بود که جزئیات فنی آن در arXiv در اینجا موجود است.
نقطه عطف جدید در حجم کوانتومی
این نشان دهنده نقطه عطف جدیدی در حجم کوانتومی است که به اجرای مدارهای دلخواه نیاز دارد. در هر برش از مدار حجم کوانتومی، کیوبیت ها به طور تصادفی جفت می شوند و یک عملیات پیچیده دو کیوبیتی انجام می شود. این گیت SU(4) را می توان با استفاده از گیت دو کیوبیتی زاویه دلخواه به صورت کارآمدتر ساخت و خطا را در هر مرحله از الگوریتم کاهش داد.
ساخت یک اکوسیستم کوانتومی در میان توسعه دهندگان
Quantinuum همچنین به یک نقطه عطف دیگر دست یافته است: بیش از 500,000 بارگیری TKET.
TKET یک کیت توسعه نرم افزار پیشرفته برای نوشتن و اجرای برنامه ها بر روی کامپیوترهای کوانتومی مبتنی بر گیت است. TKET توسعه دهندگان را قادر می سازد تا الگوریتم های کوانتومی خود را بهینه کنند و منابع محاسباتی مورد نیاز را کاهش دهند که در عصر NISQ مهم است. ایلاس خان، مدیرعامل کوانتینیوم گفت: «در حالی که تعداد دقیق کاربران TKET را نداریم، واضح است که در حال رشد به سمت یک میلیون نفر در سراسر جهان هستیم که از ابزار مهمی استفاده کرده‌اند که در چندین پلتفرم ادغام می‌شود و آنها را ایجاد می‌کند. پلتفرم ها عملکرد بهتری دارند. ما همچنان از روشی که TKET به دموکراسی‌سازی و همچنین سرعت بخشیدن به نوآوری در محاسبات کوانتومی کمک می‌کند، هیجان‌زده هستیم.
داده های اضافی برای جلد کوانتومی 8192
مدل سیستم H1-1 با موفقیت از معیار حجم کوانتومی 8192 عبور کرد و در 69.33 درصد مواقع نتایج سنگین را با فاصله اطمینان 95 درصدی کران پایین 68.38 درصد که بالاتر از آستانه 2/3 است، به دست آورد.
*****
هدف PsiQuantum برای پیشی گرفتن از هر ابرکامپیوتر با کامپیوتر کوانتومی فوتونی میلیون کیوبیتی خود
در آغاز راه اندازی شرکت، تیم PsiQuantum هدف خود را برای ساخت یک میلیون کیوبیت کامپیوتر کوانتومی فوتونیک مقاوم در برابر خطا تعیین کرد. آنها همچنین بر این باور بودند که تنها راه برای ایجاد چنین ماشینی، ساخت آن در یک کارخانه ریخته گری نیمه هادی است. پل اسمیت-گودسون اخیراً در مورد فناوری و برنامه های بلندمدت شرکت بحث می کند مقاله فوربس در زیر خلاصه شده است:
نور برای عملیات های مختلف در ابررساناها و کامپیوترهای کوانتومی اتمی استفاده می شود. PsiQuantum همچنین از نور استفاده می کند و فوتون های بی نهایت کوچک نور را به کیوبیت تبدیل می کند. از میان دو نوع کیوبیت فوتونی – نور فشرده و تک فوتون – فناوری انتخابی PsiQuantum، کیوبیت های تک فوتونی است.
دکتر شادبولت توضیح داد که تشخیص یک فوتون منفرد از یک پرتو نور مشابه جمع آوری یک قطره مشخص آب از حجم رودخانه آمازون در وسیع ترین نقطه آن است. دکتر شادبولت گفت: «این فرآیند روی تراشه‌ای به اندازه یک چهارم اتفاق می‌افتد. مهندسی و فیزیک خارق‌العاده‌ای در تراشه‌های PsiQuantum اتفاق می‌افتد. ما دائما در حال بهبود وفاداری تراشه و عملکرد منبع تک فوتون هستیم.»
هنگامی که PsiQuantum یک سال پیش بودجه سری D خود را اعلام کرد، این شرکت فاش کرد که قبلاً یک مشارکت نامعلوم با GlobalFoundries ایجاد کرده است. خارج از دید عموم، این شراکت توانسته بود اولین فرآیند تولید در نوع خود را برای تراشه های کوانتومی فوتونیکی بسازد. این فرآیند تولید ویفرهای 300 میلی‌متری حاوی هزاران منبع تک فوتونی و تعداد متناظر آشکارسازهای تک فوتونی را تولید می‌کند.
PsiQuantum به چند دلیل استفاده از فوتون ها را برای ساخت کامپیوتر کوانتومی خود انتخاب کرد:
** فوتون ها گرما را احساس نمی کنند و بیشتر اجزای فوتونیک در دمای اتاق کار می کنند.
** آشکارسازهای فوتون کوانتومی ابررسانا PsiQuantum نیاز به خنک کردن دارند، اما در دمایی حدود 100 برابر گرمتر از کیوبیت های ابررسانا کار می کنند.
** فوتون ها تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی گیرند
*****
محققان فناوری کوانتومی در دانشگاه صنعتی چالمرز موفق به توسعه تکنیکی برای کنترل حالات کوانتومی نور در یک حفره سه بعدی شدند. علاوه بر ایجاد حالت‌های شناخته شده قبلی، محققان اولین کسانی هستند که حالت فاز مکعبی را که مدت‌ها به دنبال آن بوده‌اند را نشان می‌دهند. این پیشرفت گام مهمی در جهت تصحیح خطای کارآمد در کامپیوترهای کوانتومی است.
یک مانع بزرگ در راه تحقق یک کامپیوتر کوانتومی کاربردی این است که سیستم های کوانتومی مورد استفاده برای رمزگذاری اطلاعات مستعد نویز و تداخل هستند که باعث خطا می شود. تصحیح این خطاها یک چالش کلیدی در توسعه کامپیوترهای کوانتومی است. یک رویکرد امیدوارکننده جایگزینی کیوبیت ها با رزوناتورها است.
با این حال، کنترل حالات یک تشدیدگر چالشی است که محققان کوانتومی در سراسر جهان با آن دست و پنجه نرم می کنند. و نتایج Chalmers راهی برای انجام این کار ارائه می دهد. تکنیک توسعه‌یافته در چالمرز به محققان اجازه می‌دهد تا تقریباً تمام حالت‌های کوانتومی نوری که قبلاً نشان داده شده‌اند، مانند حالت‌های گربه شرودینگر یا حالت‌های گوتسمن-کیتایف-پیشکل (GKP) و حالت فاز مکعبی، حالتی که قبلاً فقط در تئوری توضیح داده شده بود، تولید کنند.
«وضعیت فاز مکعبی چیزی است که بسیاری از محققان کوانتومی برای بیست سال تلاش کرده‌اند که در عمل ایجاد کنند. این واقعیت که ما اکنون موفق به انجام این کار برای اولین بار شده‌ایم نشان می‌دهد که تکنیک ما چقدر خوب کار می‌کند، اما مهمترین پیشرفت این است که حالت‌های بسیار زیادی با پیچیدگی‌های متفاوت وجود دارد و ما تکنیکی را پیدا کرده‌ایم که می‌تواند هر یک از آنها را ایجاد کند. مارینا کودرا، دانشجوی دکترای دپارتمان میکروفناوری و علوم نانو و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید.
*****
DOE 400,000 دلار به تحقیقات محاسبات کوانتومی استاد دانشگاه استونی بروک اعطا می کند.
یک همکاری دو ساله جدید بین وزارت انرژی و دانشگاه استونی بروک توسط دانشگاه استونی بروک در نیویورک اعلام شد. NextGov's الکساندرا کلی NextGov در مورد سیاستی که باعث این جایزه می شود بحث کرد. خلاصه اخبار کوانتوم در زیر خلاصه می شود. جایزه و مقاله او i
کمک هزینه دو ساله DOE به مبلغ 400,000 دلار به استادیار علوم کامپیوتر دانشکده سوپارتا پودر از 1 سپتامبر اعطا شد. تحقیقات پادر به طور خاص بر روی شاهدان کوانتومی یا قطعاتی از داده‌ها متمرکز خواهد بود که برای ارائه کمک و تأیید پاسخ به یک محاسبات معین کار می‌کنند.
پودر در یک بیانیه مطبوعاتی توضیح داد: "کار من به دنبال این است که ببینم آیا محاسبات کوانتومی بهتر از انواع محاسبات سنتی است." ما این کار را نه تنها با مقایسه کوانتومی با کلاسیک از نظر منابع استاندارد مانند زمان و مکان مورد نیاز برای محاسبات، بلکه از نظر منابع گسترده‌تر و انتزاعی‌تر مانند توصیه‌های محاسباتی و شاهد انجام خواهیم داد.»
به منظور مشاهده و درک بهتر شاهدان کوانتومی، پودر روی طراحی الگوریتم‌های کوانتومی جدید کار خواهد کرد و به بررسی خواص مکانیکی شاهدان ادامه خواهد داد.
این کمک مالی از برنامه بزرگتر دولت بایدن برای پیشبرد تحقیقات محاسبات کوانتومی در ایالات متحده پشتیبانی می کند و از آنجا که سایر کشورها نیز در تحقیقات کوانتومی سرمایه گذاری کرده اند، آژانس های فدرال اخیراً بر توسعه رمزنگاری قوی پس از کوانتومی و استانداردهای مرتبط برای شبکه های عمومی و خصوصی برای محافظت از حساس تمرکز کرده اند. داده ها از قدرت بالقوه کرک رمزگذاری کامپیوترهای کوانتومی
*****
ساندرا کی هلسل، دکتری. از سال 1990 در مورد فناوری های مرزی تحقیق و گزارش می کند. او دکترای خود را دارد. از دانشگاه آریزونا
