CERN의 QTI(양자 기술 이니셔티브)는 고에너지 물리학과 양자 기술 커뮤니티 간의 협력을 강화하도록 설계되었습니다. 조 맥켄티가 이야기하다 벤저민 프리쉬, CERN QTI 관리팀 및 CERN 지식 이전 그룹의 구성원으로서 현재까지의 성과와 2024년 XNUMX월에 시작된 이니셔티브의 다음 단계 우선순위에 대해 설명합니다.
CERN QTI의 장기 목표는 무엇입니까?
CERN QTI는 처음 3년 동안 고에너지 물리학(HEP)과 양자 기술 커뮤니티 간의 대화를 가속화했습니다. 이는 상호 이익에 대한 이해를 창출하고, 양자가 HEP에서 제공하는 기회를 식별하며, CERN 과학자와 엔지니어가 CERN뿐만 아니라 산업계 내에서 양자 기술 및 응용 프로그램 개발에 기여할 수 있는 특정 역량 영역을 확립하는 것입니다. 더 넓은 경제.
2021년에 발표된 CERN QTI 로드맵은 과학/기술 개발 및 역량 구축; 산업계 및 학계와의 공동 개발 파트너십 구축; HEP 내에 양자 기술 커뮤니티 생성; 국내 및 국제 양자 이니셔티브와의 긴밀한 통합. 이러한 기준점은 CERN의 다양한 R&D 노력과 양자 이론 및 시뮬레이션을 포괄하는 특정 프로젝트로 해석됩니다. 양자 컴퓨팅 및 알고리즘; 양자 감지 및 관련 나노기술; 그리고 양자 네트워킹.
그렇다면 HEP와 양자 기술 커뮤니티 간의 더 큰 융합을 찾고 계십니까?
옳은. CERN QTI는 학계, 산업 또는 정부 파트너 여부에 관계없이 HEP와 양자 기술 커뮤니티 간의 R&D 협업 및 지식 교환을 위한 구심점 역할을 하고자 합니다. 교육, 지원 및 기술 보급이 우선순위입니다. CERN QTI가 만들고 조직한 대표적인 사례가 고에너지 물리학을 위한 양자 기술에 관한 국제 회의(QT4HEP)입니다. 2022년 250월 CERN에서 열린 첫 번째 행사에는 4명 이상의 국제 전문가가 참석했습니다(아래 "QC2023HEP 백서: 양자 이점을 위한 경쟁" 참조). 후속 조치로 330년 XNUMX월 CERN은 XNUMX명 이상의 참가자가 참여한 학제간 QTML(Quantum Techniques in Machine Learning) 컨퍼런스 제XNUMX차 개최를 진행했습니다.
보다 구체적으로 CERN QTI는 어떻게 양자 산업 및 공급망과의 참여를 극대화합니까?
CERN의 지식 이전(KT) group은 산업 참여 전략 측면에서 CERN QTI 활동을 관리합니다. 이는 CERN 회원국 및 준회원국의 산업 생태계 분석과 양자 공급망 전반에 걸쳐 충족되지 않은 요구 사항에 대한 검토로 시작됩니다. 그런 다음 이 모든 것이 CERN의 양자 노하우 및 기술과 매핑되어 라이선스, 컨설팅, 공동 개발 프로젝트 및 지적 재산에 대한 업계와의 논의를 알립니다.
양자 공급망의 핵심 플레이어와의 공식적인 연결은 양자 산업을 위한 범유럽 무역 협회인 유럽 양자 산업 컨소시엄(QuIC)의 CERN 준회원을 통해 확립되었습니다. 이와 관련하여 가시성은 모든 것입니다. 따라서 CERN QTI는 CERN을 양자 기술 기업의 잠재적인 혁신 파트너로 강조하기 위해 유럽 양자 기술 회의(10월 독일 하노버에서 개최)와 같은 주요 행사에 눈에 띄는 전시 업체로 참여했습니다.
CERN QTI는 전문 양자 인력을 개발하기 위한 광범위한 노력을 어떻게 지원합니까?
장려하기 위한 CERN 이니셔티브 HEP와 양자 기술 부문 간의 교차 수정에는 당연히 역량 구축에 대한 헌신이 포함됩니다. CERN은 직원 과학자, 엔지니어, 박사후 연구원, 대학원생은 물론 전 세계 연구 기관 및 대학의 16명 이상의 과학 사용자 등 000명 이상의 사람들이 모여 있는 용광로입니다.
CERN QTI는 실습 교육 외에도 QTI 저널 클럽, QTI 이론 포럼은 물론 광범위한 양자 과학 강의, 워크숍 프로그램을 포함하여 양자에 관한 모든 분야에서 다양한 인력에게 지속적인 교육, 훈련 및 전문 개발을 제공합니다. 그리고 학교. CERN QTI의 주요 교육 이벤트 중에는 Elias Combarro(스페인 오비에도 대학교)에서 제공하는 양자 컴퓨팅에 대한 2020부작 입문 온라인 과정이 있습니다. 이 과정은 XNUMX년 말에 실시간으로 무료로 방송되었으며 오늘날에도 여전히 상당한 참여를 끌고 있습니다.
QC4HEP 백서: 양자 이점을 위한 경쟁
HEP(QC4HEP)를 위한 양자 컴퓨팅에 관한 전담 작업 그룹의 형성은 4년 2022월 CERN에서 열린 고에너지 물리학을 위한 양자 기술에 관한 국제 회의(QTXNUMXHEP)의 헤드라인 개발 중 하나였습니다.
EU, 미국, 일본 전역의 HEP 연구소 회원 50명 이상으로 구성된 실무 그룹은 양자 컴퓨팅의 잠재력을 분석하여 자연 과학 및 그 이상을 위한 컴퓨팅 하드웨어 및 소프트웨어의 "패러다임적 변화"를 실현하는 임무를 맡고 있습니다.
미셸 그로시(Michele Grossi)는 "우리는 소위 양자 이점에 도달하기 위해 필요한 리소스를 사례별로 추정할 수 있는 가능성을 조사하고 있습니다. 여기서는 기존 기계로는 달성할 수 없거나 극도로 비용이 많이 드는 계산이 양자 컴퓨터를 통해 가능하거나 실용적이게 됩니다."라고 말합니다. , CERN의 양자 선임 연구원이자 CERN QTI 및 QC4HEP 실무 그룹의 회원입니다. "그룹은 HEP 커뮤니티가 양자 컴퓨팅의 힘을 발휘하는 열쇠라는 것을 인식하고 있습니다. 왜냐하면 이 분야는 까다로운 계산 문제의 풍부한 소스이기 때문입니다."
추진력도 부족하지 않습니다. 올해 4월 QC30HEP 실무 그룹은 양자 컴퓨팅이 장기적으로 상당한 이점을 얻을 수 있는 이론 및 실험 입자 물리학의 사용 사례를 식별하기 위해 백서(arXiv에서 사용 가능)를 발표했습니다. 이 백서는 CERN, DESY, IBM Quantum 및 기타 XNUMX개 이상의 조직의 전문가가 작성했습니다.
Grossi는 "입자 물리학의 이론적 측면에서 양자 상태의 진화, 격자 게이지 이론, 중성미자 진동 및 일반적인 양자장 이론과 관련된 유망한 영역이 있습니다"라고 덧붙입니다. 한편, 실험적 측면에서 백서는 고에너지 입자 충돌 중 제트 및 트랙 재구성, 희귀 신호 추출, 표준 모델 이상 문제 및 파톤 소나기(방사선 폭포)와 관련된 영역을 선별합니다.”
실무 그룹은 현재 100년에 온라인으로 제공될 차세대 양자 컴퓨팅 테스트베드인 IBM Quantum의 "100×2024" 챌린지의 일부로 구현할 HEP 애플리케이션 세트의 우선순위를 정하고 있습니다.
추가 읽기
알베르토 디 멜리오 et al. 2023 고에너지 물리학을 위한 양자 컴퓨팅: 최신 기술과 과제. QC4HEP 작업 그룹 요약 arXiv
CERN QTI 1단계에서 어떤 교훈을 얻었습니까?
CERN QTI의 전문 지식이 여러 학문 분야에 걸친 과학적 협력의 원동력으로서 폭넓게 인식되고, 사실상 HEP와 양자 기술 커뮤니티를 연결하는 "정직한 중개자" 역할을 한다는 것은 고무적인 일입니다. 또한 CERN QTI의 첫 2년 동안 추진한 프로젝트를 통해 이론적 고려 사항과 "빅 데이터" 분석을 위한 양자 컴퓨팅 인프라부터 차세대에 이르기까지 HEP의 여러 영역에서 양자 기술에 대한 장기적인 기회를 가리키는 실질적인 진전이 있었습니다. 다양한 에너지 체제에 걸친 검출기 설계.
QUANT-NET의 테스트베드 혁신: 양자 네트워크 재구상
CERN QTI는 업계 및 학계 파트너와 협력하여 CERN의 과학 프로그램을 지원하거나 탐나는 기술을 신흥 양자 공급망으로 이전하는 등 인재 파이프라인을 확장하는 데에도 최선을 다하고 있습니다. 후자가 핵심입니다. 양자 부문의 많은 상업 기업이 상당한 성장을 보이고 있는 반면, 동일한 기업은 성장을 가속화하고 궁극적으로 유지하는 데 필요한 필수 기술 역할을 충족하기 위해 고군분투하고 있습니다.
CERN QTI의 다음 단계는 무엇입니까?
이니셔티브의 2단계가 시작됩니다.CERN의 HEP 연구 프로그램에 대한 잠재적인 판도를 바꿀 수 있는 일련의 조사에 우선 순위를 두는 통합에 관한 것입니다. 조직의 관점에서 볼 때 2024가지 주제별 역량 센터(CC)가 있습니다. 예를 들어 하이브리드 양자 컴퓨팅 인프라 및 알고리즘에 관한 CC는 양자 컴퓨팅 시스템(고성능 컴퓨팅 센터와의 통합 포함)의 성능과 최적의 사용에 대한 강력한 이해를 개발하여 HEP 커뮤니티의 요구 사항이 수용되도록 보장합니다. 업계 공급망 내의 계정. CERN 사용 사례에 적합한 공동 개발 파트너십은 이 조정에 필수적입니다.
양자 플랫폼 시연자로서 CERN 기술의 CC는 표준 모델을 넘어 물리학에 직접 적용하여 양자 컴퓨팅 및 감지 기술과 연결된 역량을 개발할 것입니다. 한편, 양자 네트워킹 CC는 CERN을 양자 통신을 위한 R&D 커뮤니티의 일부로 자리매김하여 새로운 양자 네트워크 프로토콜을 구현하는 데 전문 지식을 제공하는 것을 목표로 합니다.
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- 출처: https://physicsworld.com/a/cern-qti-harnessing-big-science-to-accelerate-quantum-innovation/
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