CERNs Quantum Technology Initiative (QTI) er designet for å forbedre samarbeidet mellom høyenergifysikk- og kvanteteknologisamfunnene. Joe McEntee snakker med Benjamin Frisch, medlem av CERN QTIs ledergruppe og CERNs kunnskapsoverføringsgruppe, om prestasjoner så langt og prioriteringer for neste fase av initiativet, som startet i januar 2024
Hva er de langsiktige målene for CERN QTI?
I de tre første årene har CERN QTI har fremskyndet dialogen mellom høyenergifysikk (HEP) og kvanteteknologimiljøer. Det handler om å skape en forståelse av gjensidige fordeler, identifisere muligheter som kvante gir i HEP, og etablere spesifikke kompetanseområder der CERN-forskere og ingeniører kan bidra til utviklingen av kvanteteknologier og -applikasjoner – både innen CERN så vel som innen industri og bredere økonomi.
CERN QTI-veikartet, publisert i 2021, former vår aktivitet i forhold til et sett med strategiske mål, inkludert: vitenskapelig/teknisk utvikling og kapasitetsbygging; etablering av samarbeidsutviklingspartnerskap med industri og akademia; opprettelse av et kvanteteknologisamfunn innen HEP; og tett integrasjon med nasjonale og internasjonale kvanteinitiativer. Disse referansepunktene oversettes til en mangfoldig FoU-innsats ved CERN og spesifikke prosjekter som spenner over kvanteteori og simulering; kvanteberegning og algoritmer; kvantemåling og relatert nanoteknologi; og kvantenettverk.
Så du søker større konvergens mellom HEP- og kvanteteknologisamfunnene?
Riktig. CERN QTI ønsker å fungere som et samlingspunkt for FoU-samarbeid og kunnskapsutveksling mellom HEP- og kvanteteknologimiljøene, enten det er akademiske, industrielle eller offentlige partnere. Utdanning, oppsøking og teknisk formidling er prioriteringene. Et eksempel, opprettet og organisert av CERN QTI, er den internasjonale konferansen om kvanteteknologier for høyenergifysikk (QT4HEP). Den første utgaven, som ble holdt på CERN i november 2022, tiltrakk seg mer enn 250 internasjonale eksperter (se «The QC4HEP White Paper: the race for quantum advantage» nedenfor). Som en oppfølging, i november 2023, var CERN vertskap for den syvende utgaven av den tverrfaglige Quantum Techniques in Machine Learning (QTML)-konferansen med mer enn 330 deltakere.
Mer spesifikt, hvordan maksimerer CERN QTI engasjementet med kvanteindustrien og forsyningskjeden?
CERNs kunnskapsoverføring (KT) ggruppen ivaretar CERN QTIs aktiviteter når det gjelder strategi for industriell engasjement. Dette starter med en analyse av det industrielle økosystemet i CERNs medlemsland og assosierte medlemsland pluss en gjennomgang av udekkede behov på tvers av kvanteforsyningskjeden. Alt dette blir deretter kartlagt versus CERNs kvantekunnskap og teknologier for å informere diskusjoner med industrien om lisensiering, konsulentvirksomhet, samarbeidsutviklingsprosjekter og intellektuell eiendom.
Formelle koblinger til nøkkelaktører i kvanteforsyningskjeden er etablert gjennom CERNs assosierte medlemskap i European Quantum Industry Consortium (QuIC), en pan-europeisk bransjeforening for kvanteindustrien. Synlighet er alt i denne forbindelse, og det er grunnen til at CERN QTI har en fremtredende utstiller tilstedeværelse på flaggskiparrangementer som European Quantum Technologies Conference (avholdt i Hannover, Tyskland, i oktober) for å fremheve CERN som en potensiell innovasjonspartner for kvanteteknologiselskaper.
Hvordan støtter CERN QTI bredere innsats for å utvikle spesialistkvantearbeidsstyrken?
Et CERN-initiativ for å oppmuntre Kryssbefruktning mellom HEP og kvanteteknologisektoren inkluderer naturligvis en forpliktelse til kapasitetsbygging. CERN er en smeltedigel med mer enn 16 000 mennesker – ansatte forskere og ingeniører, postdoktorer og doktorgradsstudenter, samt mer enn 13 000 vitenskapelige brukere fra forskningsinstitutter og universiteter over hele verden.
Ved siden av praktisk opplæring tilbyr CERN QTI denne mangfoldige arbeidsstyrken kontinuerlig utdanning, opplæring og faglig utvikling i alt som har med kvante å gjøre – inkludert for eksempel QTI Journal Club, QTI Theory Forum, samt et omfattende program med kvantevitenskapsforelesninger, workshops og skoler. Blant CERN QTIs flaggskiptreningsarrangementer er det syvdelte introduksjonskurset på nett om kvanteberegning gitt av Elias Combarro (University of Oviedo, Spania). Kurset ble sendt direkte og gratis på slutten av 2020 og tiltrekker seg fortsatt betydelig engasjement i dag.
QC4HEP White Paper: kappløpet om kvantefordeler
Dannelsen av en dedikert arbeidsgruppe for Quantum Computing for HEP (QC4HEP) var blant hovedutviklingen på den internasjonale konferansen om kvanteteknologi for høyenergifysikk (QT4HEP), som fant sted på CERN i november 2022.
Arbeidsgruppen, som inkluderer mer enn 50 medlemmer fra HEP-institutter over hele EU, USA og Japan, har som oppgave å analysere potensialet for kvantedatabehandling for å realisere en "paradigmatisk endring" i datamaskinvare og -programvare for naturvitenskap og utover.
"Vi ser på muligheten for å estimere ressursene som trengs, fra sak til sak, for å nå den såkalte kvantefordelen, der beregninger som er uoppnåelige eller ekstremt dyre med klassiske maskiner blir mulige eller praktiske med kvantedatamaskiner," sier Michele Grossi , kvantesenior ved CERN og medlem av CERN QTI og QC4HEP arbeidsgruppen. "Gruppen erkjenner at HEP-fellesskapet er nøkkelen til å frigjøre kraften til kvantedatabehandling, siden feltet er en rik kilde til utfordrende beregningsproblemer."
Det mangler heller ikke på momentum. I juli i år publiserte QC4HEP-arbeidsgruppen en hvitbok (tilgjengelig på arXiv) for å identifisere brukstilfeller i teoretisk og eksperimentell partikkelfysikk der kvanteberegning kan gi betydelig langsiktig oppside. Artikkelen er skrevet av eksperter fra CERN, DESY, IBM Quantum og over 30 andre organisasjoner.
"Når det gjelder teoretiske aspekter innen partikkelfysikk," legger Grossi til, "er det lovende områder relatert til utviklingen av kvantetilstander, gittermålerteori, nøytrinoscillasjoner og kvantefeltteorier generelt. På den eksperimentelle siden skiller hvitboken i mellomtiden ut områder relatert til jet- og sporrekonstruksjon under høyenergipartikkelkollisjoner, utvinning av sjeldne signaler, for-og-utover standardmodellproblemer og partondusjer [kaskader av stråling]."
Arbeidsgruppen prioriterer for tiden et sett med HEP-applikasjoner som skal implementeres som en del av IBM Quantums «100×100»-utfordring, en neste generasjons testbed for kvantedatabehandling som vil komme online i 2024.
Videre lesing
Alberto Di Meglio et al. 2023 Kvanteberegning for høyenergifysikk: toppmoderne og utfordringer. Sammendrag av QC4HEP arbeidsgruppen arXiv
Hvilken lærdom har man lært under fase I av CERN QTI?
Det er oppmuntrende å se bred anerkjennelse av CERN QTIs ekspertise som en drivkraft for vitenskapelig samarbeid på tvers av disipliner – faktisk fungerer som en "ærlig megler" som forbinder HEP- og kvanteteknologimiljøene. Det har også vært konkrete fremskritt, med prosjektene som ble fulgt i de to første årene av CERN QTI som peker på langsiktige muligheter for kvanteteknologier på mange områder av HEP – fra teoretiske betraktninger og kvantedatabehandlingsinfrastrukturer for «big data»-analyse til neste generasjon detektordesign på tvers av ulike energiregimer.
QUANT-NETs testbed-innovasjoner: reimagining av kvantenettverket
I samarbeid med industri og akademiske partnere er CERN QTI også forpliktet til å skalere talentpipelinen – enten de støtter vitenskapelige programmer her på CERN eller overfører de ettertraktede ferdighetene til den nye kvanteforsyningskjeden. Sistnevnte er nøkkelen: Mens mange kommersielle enheter i kvantesektoren ser betydelig vekst, sliter de samme selskapene med å fylle viktige tekniske roller som er nødvendige for å akselerere, og til slutt opprettholde, denne veksten.
Hva er det neste for CERN QTI?
Fase II av initiativet kommer underi januar 2024 og handler om konsolidering, og prioriterer et sett med undersøkelser med potensielle spillendrende effekter for CERNs HEP-forskningsprogram. Fra et organisatorisk perspektiv vil det være fire tematiske Sentre for Kompetanse (CC). CC on Hybrid Quantum Computing Infrastructures and Algoritms, for eksempel, vil utvikle en robust forståelse av ytelsen og optimal bruk av kvantedatabehandlingssystemer (inkludert integrasjon med høyytelses databehandlingssentre), og sikre at kravene til HEP-fellesskapet blir tatt inn i konto innenfor industriens forsyningskjede. Samutviklingspartnerskap tilpasset CERN use-cases vil være avgjørende langs denne koordinaten.
CC on CERN Technologies as Quantum Platform Demonstrators vil utvikle kompetanse knyttet til kvantedatabehandling og sanseteknologier med direkte applikasjoner til fysikk utover standardmodellen. I mellomtiden har CC on Quantum Networking som mål å posisjonere CERN som en del av FoU-fellesskapet for kvantekommunikasjon, og bidra med spesialistekspertise for å implementere nye kvantenettverksprotokoller.
- SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
- PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
- PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
- kilde: https://physicsworld.com/a/cern-qti-harnessing-big-science-to-accelerate-quantum-innovation/
- : har
- :er
- :hvor
- 000
- 13
- 16
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 2024
- 250
- 30
- 50
- a
- Om oss
- Academia
- akademisk
- akselerere
- akselerert
- Logg inn
- prestasjoner
- tvers
- Handling
- skuespill
- Aktiviteter
- aktivitet
- Legger
- Fordel
- Etter
- mål
- AL
- algoritmer
- Alle
- langs
- også
- blant
- an
- analysere
- analyse
- analytics
- og
- søknader
- tilnærminger
- ER
- områder
- Kunst
- AS
- aspekter
- håper
- Førsteamanuensis
- Association
- At
- tiltrakk
- Tiltrekker
- forfattet
- tilgjengelig
- BE
- Beam
- bli
- vært
- være
- under
- Fordeler
- Benjamin
- mellom
- Beyond
- Stor
- både
- bred
- kringkaste
- by
- beregninger
- som heter
- CAN
- saken
- sentre
- kjede
- utfordre
- utfordringer
- utfordrende
- klikk
- Lukke
- klubb
- CMS
- samarbeid
- Kom
- kommersiell
- engasjement
- forpliktet
- kommunikasjon
- Communities
- samfunnet
- kompakt
- Selskaper
- beregnings
- datamaskiner
- databehandling
- Konferanse
- betraktninger
- konsolidering
- konsortium
- konsulent
- bidra
- medvirkende
- Konvergens
- koordinere
- kunne
- Kurs
- ettertraktede
- opprettet
- Opprette
- skaperverket
- I dag
- Dato
- dedikert
- leverer
- designet
- design
- utvikle
- utvikle
- Utvikling
- utviklingen
- Dialog
- forskjellig
- direkte
- disipliner
- diskusjoner
- diverse
- gjør
- kjøring
- under
- økonomi
- økosystem
- utgave
- Kunnskap
- effekt
- innsats
- innsats
- enten
- Emery
- oppmuntre
- oppmuntrende
- slutt
- energi
- engasjement
- Ingeniører
- forbedre
- sikrer
- enheter
- avgjørende
- etablert
- etablere
- etablering
- EU
- europeisk
- hendelser
- alt
- evolusjon
- eksempel
- utveksling
- dyrt
- eksperimentell
- ekspertise
- eksperter
- utforsket
- omfattende
- utdrag
- ekstremt
- kar
- felt
- fyll
- Først
- flaggskip
- focal
- Til
- Tving
- formasjon
- Forum
- fire
- fra
- general
- generell
- Tyskland
- gitt
- Regjeringen
- oppgradere
- større
- Gruppe
- Vekst
- hands-on
- maskinvare
- Utnyttelse
- Ha
- overskrift
- Held
- her.
- Høy
- høy ytelse
- Uthev
- vert
- Hvordan
- HTTPS
- Hybrid
- i
- IBM
- ibm kvante
- identifisere
- identifisering
- ii
- bilde
- Konsekvenser
- iverksette
- in
- inkluderer
- Inkludert
- industriell
- industri
- informere
- informasjon
- infrastruktur
- Initiative
- initiativer
- Innovasjon
- innovasjoner
- integrering
- intellektuell
- intellektuell eiendom
- internasjonalt
- inn
- innledende
- Undersøkelser
- utstedelse
- DET ER
- Januar
- Japan
- JOE
- journal
- jpg
- Juli
- nøkkel
- kunnskap
- kunnskapsoverføring
- stor
- lært
- læring
- avlesninger
- Lessons
- Lisensiering
- i likhet med
- linjer
- knyttet
- linking
- lenker
- leve
- langsiktig
- ser
- UTSEENDE
- maskin
- maskinlæring
- maskiner
- ledelse
- Ledergruppe
- mange
- marina
- max bredde
- Maksimer
- Mellomtiden
- medlem
- medlemmer
- medlemskap
- modell
- Momentum
- mer
- gjensidig
- nasjonal
- Naturlig
- nødvendig
- behov
- nettverk
- nettverk
- nøytrino
- neste
- neste generasjon
- Nei.
- roman
- November
- mål
- oktober
- of
- Tilbud
- on
- pågående
- på nett
- åpen
- Muligheter
- optimal
- or
- organisasjons
- organisasjoner
- Organisert
- Annen
- vår
- ut
- oppsøk
- enn
- Papir
- del
- deltakere
- partner
- partnere
- partnerskap
- Ansatte
- ytelse
- perspektiv
- fase
- Fysikk
- Fysikkens verden
- rørledning
- Sted
- plattform
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- spillere
- i tillegg til
- Point
- poeng
- posisjon
- mulighet
- mulig
- postdoktorer
- potensiell
- makt
- Praktisk
- tilstedeværelse
- prioritering
- problemer
- profesjonell
- program
- programmer
- Progress
- prosjekt
- prosjekter
- fremtredende
- lovende
- eiendom
- protokoller
- gir
- publisert
- Quantum
- kvantefordel
- kvante datamaskiner
- kvanteberegning
- kvantenettverk
- kvanteteknologi
- kvanteteknologi
- FoU
- Race
- SJELDEN
- å nå
- realisere
- anerkjennelse
- gjenkjenner
- referanse
- betrakte
- dietter
- tenke nytt
- i slekt
- Krav
- forskning
- forskere
- Ressurser
- anmeldelse
- Rich
- veikart
- robust
- roller
- samme
- sier
- skalering
- Skoler
- Vitenskap
- VITENSKAPER
- vitenskapelig
- forskere
- sektor
- se
- se
- Søke
- søker
- senior
- sett
- figurer
- Kort
- mangel
- Viser
- side
- signaler
- signifikant
- simulering
- siden
- ferdigheter
- Software
- kilde
- Spania
- Spenning
- spesialist
- spesifikk
- spesielt
- Staff
- Standard
- startet
- starter
- Tilstand
- Stater
- Still
- Strategisk
- Strategi
- Sliter
- Studenter
- SAMMENDRAG
- levere
- forsyningskjeden
- Støtte
- Systemer
- tatt
- Talent
- Snakker
- håndgripelig
- lag
- tech
- tech selskaper
- Teknisk
- teknikker
- Technologies
- Teknologi
- vilkår
- enn
- Det
- De
- Initiativet
- Prosjektene
- verden
- tematisk
- deretter
- teoretiske
- teori
- Der.
- ting
- denne
- dette året
- De
- tre
- Gjennom
- thumbnail
- til
- i dag
- tok
- spor
- handel
- Kurs
- bane
- overføre
- Overføre
- oversette
- sant
- to
- Til syvende og sist
- forståelse
- universiteter
- universitet
- opplåsing
- upside
- us
- bruke
- bruk-tilfeller
- Brukere
- Versus
- synlighet
- var
- VI VIL
- om
- hvilken
- mens
- hvit
- hvitt papir
- hvorfor
- bredere
- vil
- med
- innenfor
- arbeidsstyrke
- arbeid
- Arbeidsgruppe
- Verksteder
- verden
- år
- år
- Utbytte
- zephyrnet