A partnerségek a kvantumelőnyt szorgalmazzák – Physics World

Az Egyesült Királyság Nemzeti Kvantumtechnológiai Programjának (NQTP) sikeréhez hozzájáruló számos tényező egyike az volt, hogy hangsúlyozta az együttműködés erejét. 2014-es indulásakor az NQTP négy kutatási központot hozott létre, amelyek lehetővé tették az Egyesült Királyság akadémiai csoportjai számára, hogy megosszák tudásukat és erőforrásaikat, felgyorsítva az új kvantumtechnológiák fejlesztését és katalizálva egy virágzó start-up szektor fejlődését.

Ezt az együttműködési kultúrát teljes mértékben felkarolta a National Quantum Computing Center (NQCC), amelyet 2020-ban indítottak útjára az NQTP zászlóshajójaként. A technológiai fejlesztést, az infrastruktúra biztosítását és a végfelhasználók bevonását átfogó tevékenységi programjával a nemzeti laboratórium stratégiai kapcsolatokat épített ki mind ipari, mind tudományos partnerekkel, hogy elérje fő célkitűzését, a kvantumelőny bemutatását – azt a pontot, ahol a kvantumszámítógép képes. gyorsabban old meg egy adott problémát, mint a klasszikus megfelelője – 2025-re.

Az egyik figyelemre méltó fejlesztés, amelyet 2023 novemberében jelentettek be, az IBM Quantummal kötött megállapodás felhőalapú hozzáférést biztosít az NQCC-nek és munkatársainak a számítástechnikai óriás teljes kvantumszámítógép-flottájához. Köztük több, 127 qubites gép is található, amelyek a vállalat által „hasznossági léptékű” kvantumszámítógépnek nevezettet biztosítják.

"A kvantumfejlesztők már régóta használnak kis számú qubitet, de nagyobb léptékű gépekkel is kell dolgozniuk, hogy bemutassák, hogyan váltak a kvantumszámítógépek hasznos eszközökké a kvantummechanika nyers erejű klasszikus szimulációján túlmenően számos probléma megoldására." – magyarázta Adam Hammond, az IBM-től a november elején megrendezett londoni National Quantum Technologies Showcase előadásában. „Az IBM-nél arra törekszünk, hogy előrehozzuk azt a napot, amikor a kvantumszámítógépek olyan munkát végezhetnek, amelyet a klasszikus számítógépekkel nehéz megvalósítani, és végső soron egyértelmű előnyt biztosítunk olyan felhasználási esetekben, amelyek az ipar javát szolgálják és a tudomány fejlődését szolgálják.”

Bár a kvantumhardverhez való hozzáférést kereskedelmi szolgáltatásként biztosítják, a megállapodás lehetővé teszi az NQCC számára, hogy csatlakozzon az IBM Quantum Network hálózatához, amely mintegy 250 szervezetet tömörít a világ minden tájáról. "Bátorítjuk a hálózat tagjai közötti és velünk folytatott együttműködést, olyan dolgokat vizsgálva, mint az algoritmusok fejlesztése és a kvantumszámítás alkalmazása olyan gyakorlati felhasználási esetekben, amikor úgy gondoljuk, hogy először a kvantumelőnyhöz juthatunk" - magyarázta Hammond. „Még csak az elején tartunk az NQCC-vel való partnerségünknek, és szeretnénk megvizsgálni, hogyan bővíthetjük ezt a partnerséget közös munkával, valamint tudásunk és tapasztalataink megosztásával.”

Ez a legújabb együttműködés az Oxford Quantum Circuits-tal kötött meglévő technológiai megállapodáson alapul, amely hozzáférést biztosít a Lucy kvantumprocesszorhoz az NQCC SparQ nevű felhasználói bevonási programján keresztül finanszírozott projektekhez. Ezzel egy időben az NQCC létrehozza a kvantumemulációs képességet, egy olyan technikát, amely lehetővé teszi a klasszikus számítógép számára, hogy kvantumáramköröket futtasson ugyanúgy, mint egy kvantumgépet. Ebben az esetben az NQCC egy, az Oxfordi Egyetemen létrehozott hatékony szoftvert, a Quantum Exact Simulation Toolkit (QuEST) nevű szoftvert használja, és jelenleg az egyik eredeti fejlesztővel dolgozik azon, hogy optimalizálja a képességeit a nagy teljesítményű számításokhoz. klaszter a Harwell Campuson.

Eközben a Nemzeti Fizikai Laboratóriummal (NPL) kialakított szorosabb partnerség a szabványfejlesztéstől a technológiai együttműködésig terjed. Az egyik új kezdeményezésben, amelyet szintén november elején jelentettek be, a két nemzeti létesítmény a kvantumszabványok kísérleti hálózatának sarokköve lesz az Egyesült Királyságban. „Az NQCC elhozza tudásukat és tudásukat a kvantumszámítástechnikában, valamint kapcsolataikat az induló közösséggel” – magyarázza John Devaney, az NPL kvantumszabvány-menedzsere. „Megoszthatjuk szakértelmünket a szabványfejlesztés terén, miközben nyomon követhetjük azokat a nemzetközi kezdeményezéseket is, amelyek befolyásolhatják megközelítésünket itt, az Egyesült Királyságban.”

A Quantum Standards Network Pilotban részt vesznek a kormányzati szervek, a BSI szabványügyi szervezet és az UKQuantum, az iparági szövetség képviselői is, amelynek célja, hogy egységes hangot biztosítson a kvantumtechnológiákat fejlesztő vállalatok számára. A kísérlet célja, hogy beindítsa a beszélgetést a feltörekvő kvantumplatformok szabványairól és akkreditációjáról, megtalálja a legjobb modellt a kulcsfontosságú érdekelt felek közötti hatékony együttműködéshez az Egyesült Királyságban, és hosszabb távon olyan szabványok kidolgozására összpontosítson, amelyek támogatják a kvantumplatformok növekedését. az Egyesült Királyság kvantumökoszisztémája.

„A szabványok a piacok megnyitásáról és az innováció előmozdításáról szólnak, de fennáll annak a veszélye is, hogy túl korán vagy túl szűken szabványosítanak” – mondja Devaney. „A kísérleti hálózat fórumot biztosít az emberek számára, hogy megosszák egymással az információkat és megvitassák ötleteiket, emellett workshopokat fogunk tartani, amelyek bizonyos iparágakra összpontosítanak, hogy a kvantumfejlesztők beszélhessenek a potenciális ügyfelekkel arról, hogy milyen biztosítékokra van szükségük ahhoz, hogy megbizonyosodjanak arról, hogy a technológia működni fog. nekik."

Devaney rámutat, hogy az első lépés a szabványok kidolgozása felé megfelelő tesztelési és értékelési protokollok létrehozása a különböző kvantumtechnológiákhoz, amelyen az NPL már sok éve dolgozik. „Már együttműködünk induló cégekkel és kutatószervezetekkel, hogy független méréseket és prototípusaik jellemzését biztosítsuk” – mondja. „Az NQCC-vel együttműködve ezeket a vizsgálati és mérési eljárásokat olyan szabványokká tudjuk lefordítani, amelyek megfelelnek az Egyesült Királyság kvantumszámítási közösségének.”

Az NPL kvantumtesztekkel és mérésekkel kapcsolatos szakértelme az NQCC műszaki csapatait is segíti, amikor ioncsapdákon, szupravezető áramkörökön és – a legutóbbi kiegészítésben – semleges atomokon alapuló kísérleti platformokat hoznak létre. Ezeknek a feltörekvő számítástechnikai platformoknak a jellemzésén túl az NPL hasonló kvantumtechnológiákat is kifejleszt a metrológiai alkalmazásokhoz, beleértve az ioncsapdás eszközöket is, amelyeket eredetileg idő- és frekvenciamérésre fejlesztettek ki. Az NPL-nél kifejlesztett ioncsapdás chipek kvantumszámításra is felhasználhatók, ami a jövőben várhatóan gyümölcsöző együttműködési terület lesz a két nemzeti laboratórium között.

Valójában az NQCC-ben megépülő első ioncsapda platform egy olyan eszközt használ, amely az Oxfordi Egyetemen végzett kutatás eredményeként jött létre, és bemutatja, hogy az Egyesült Királyság akadémiai szektorán belüli úttörő munka hogyan teheti lehetővé az NQCC műszaki csapatai számára, hogy a technológia bővítésére összpontosítsanak. mint új eszközök tervezése és építése a semmiből. Az elmúlt évben az NQCC kvantumkutatói az Egyesült Királyság vezető akadémiai csoportjait is meglátogatták, hogy megismerjék a jelenlegi legjobb gyakorlatokat, megalapozott kísérleti tervezési döntéseket hozzanak, és feltárják a jövőbeli együttműködési lehetőségeket – az ioncsapda csapatával már több közös munkában is részt vettek. projektek tudományos és ipari partnerekkel.

Eközben az NQCC új partnersége az Edinburghi Egyetem Quantum Software Lab-jával (QSL) már izgalmas új lehetőségeket nyit meg az iparral az alkalmazások fejlesztésében. A november elején bejelentett első projekt során a QSL és az NQCC kutatói a high-street bankkal, az HSBC-vel és a Rigetti technológiai szolgáltatóval együttműködve kvantumgépi tanulási megközelítéseket dolgoznak ki a pénzmosás növekvő problémájának kezelésére.

Ez az együttműködés összhangban van az NQCC azon törekvéseivel, hogy feltárja a kvantumszámítástechnika hatásos korai alkalmazásait, bemutassa a technológiában rejlő lehetőségeket, ösztönözze a felhasználók elfogadását, és formálja az Egyesült Királyság kvantumszámítástechnikai felhasználói közösségét.

Elham Kashefi, a QSL igazgatója és az NQCC vezető tudósa

Az HSBC már használja a klasszikus gépi tanulást a pénzügyi tranzakciók olyan anomáliáinak felderítésére, amelyek bűnözői magatartásra utalhatnak, és úgy véli, hogy egy kvantumalapú megoldás csökkentheti a kockázatokat és javíthatja csalás elleni szolgáltatásait. „A pénzügyi bûnözés globális arányának növekedése azt jelenti, hogy elengedhetetlen, hogy hatékonyabb módszert találjunk annak megakadályozására, hogy az emberek csalók áldozataivá váljanak” – kommentálta Martin Brown, az HSBC csaláselemzõjének specialistája. „A kvantumszámításnak megvan a lehetősége arra, hogy változást hozzon ezen a téren.”

A projekt részeként a QSL átveszi a vezetést a kvantumgépi tanulási algoritmusok fejlesztésében, amelyek ezután a Rigetti 24 qubites platformján futnak majd. A projektpartnerek azonban már most is szorosan együttműködnek az optimális és praktikus megoldás kidolgozásán. „Kéthetente projektmegbeszéléseket tartunk, hogy biztosítsuk, hogy az általunk kifejlesztett algoritmusok a legjobban használják ki a hardver képességeit” – magyarázza Ross Grassie, a QSL technikai programvezetője. „A HSBC is nagyon szeretne többet megtudni a kvantumgépi tanulási megközelítésekről, és az ő részvételük a kezdetektől fogva segíteni fog nekünk egy olyan gyakorlati megoldás létrehozásában, amely megfelel az igényeiknek.”

Elham Kashefi, a QSL igazgatója és az NQCC vezető tudósa számára a projekt bemutatja, hogy az ipar és az akadémia hogyan tud együttműködni az innováció felgyorsítása és a kvantumalapú megoldások fejlesztése érdekében, amelyek kielégítik az egyértelmű kereskedelmi igényeket. „Ez a QSL egyik legelső projektje, és alig várjuk, hogy működő modellként használhassuk a következő projektekhez” – mondja. „Ez az együttműködés összhangban van az NQCC azon törekvéseivel, hogy feltárja a kvantumszámítástechnika hatásos korai alkalmazásait, bemutassa a technológiában rejlő lehetőségeket, ösztönözze a felhasználók elfogadását, és formálja az Egyesült Királyság kvantumszámítástechnikai felhasználói közösségét.”

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/partnerships-push-for-quantum-advantage/