By Sandra Helzel opublikowano 20 września 2022
Quantum News Brief rozpoczyna się dzisiaj ogłoszeniem, że JPMorgan Chase jest najnowszym partnerem we współpracy w zakresie badań kwantowych Q-NEXT, po której nastąpi demonstracja D-Wave na dużą skalę spójnego wyżarzania kwantowego. Trzeci to opis obiecujących badań przeprowadzonych w Chinach nad przyjaznym dla środowiska czujnikiem kwantowym wykorzystującym światło słoneczne.
*****
JPMorgan Chase, wiodąca globalna firma świadcząca usługi finansowe działająca na całym świecie, została członkiem centrum badań kwantowych Q-NEXT. Podsumowanie Quantum News Briefs poniżej. Pełny artykuł na temat Argonne Labs można przeczytać, klikając tutaj.
Q-NEXT jest Departamentem Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) Narodowe Centrum Badań nad Informacją Kwantową kierowane przez DOEKrajowe Laboratorium Argonne. Po dodaniu JPMorgan Chase współpraca Q-NEXT obejmuje obecnie 27 partnerów instytucjonalnych: 14 firm, 10 uniwersytetów i trzy DOE laboratoria krajowe.
JPMorgan Chase będzie współpracować z Q-NEXT, aby usprawnić wykorzystanie technologii kwantowych w podstawowych algorytmach i poprawić stan badań nad informacją kwantową. Ponadto firma jest zainteresowana współpracą z członkami społeczności w celu tworzenia algorytmów specyficznych dla finansowych przypadków użycia pod kątem przyszłego wpływu i zastosowań. W 2020 r. firma JPMorgan Chase otworzyła laboratorium badań stosowanych, aby projektować i prowadzić badania w zakresie wielu pionierskich technologii, umożliwiać nowatorskie odkrycia i wynalazki oraz informowanie i opracowywanie rozwiązań nowej generacji dla klientów i przedsiębiorstw. Wśród wielu obszarów badawczych program koncentruje się na postępach w różnych obszarach informatyka kwantowa i komunikacja kwantowa. Program obejmuje badania w obszarze dystrybucji klucza kwantowego, czyli metody, w której dwie strony dzielą się tajnym kluczem do dekodowania zaszyfrowanej informacji kwantowej.
*****
D-Wave demonstruje koherentne wyżarzanie kwantowe na dużą skalę
D-Wave (NYSE: QBTS), lider w dziedzinie systemów, oprogramowania i usług obliczeń kwantowych, opublikowała recenzowane badanie będące kamieniem milowym pierwszej demonstracji na dużą skalę spójnego wyżarzania kwantowego. Podsumowanie Quantum News Briefs znajduje się tutaj. Pełne ogłoszenie można przeczytać klikając tutaj.
Badania po raz pierwszy wykazały dynamikę kwantowego przejścia fazowego w wielkoskalowym programowalnym procesorze wyżarzania kwantowego wykorzystującym do 2000 kubitów w procesorze D-Wave. Ta demonstracja wykracza poza skalę wszelkich wcześniejszych programowalnych kwantowych przejść fazowych, otwierając drzwi do symulacji egzotycznych faz materii (niezwykłych stanów materii poza cieczą, ciałem stałym lub gazem, które tworzą wszechświat), które w innym przypadku byłyby niewykonalne.
W ogłoszeniu czytamy: „Artykuł jest efektem współpracy naukowców z D-Wave, Uniwersytetu Południowej Kalifornii, Tokijskiego Instytutu Technologii i Uniwersytetu Medycznego Saitama i nosi tytuł Coherent quantum annaaling in programmable 2000-qubit Ising chain” – opublikowano w czasopiśmie recenzowanym czasopiśmie Nature Physics i jest już dostępny tutaj. Z badania wynika, że w pełni programowalny procesor kwantowy D-Wave może znaleźć zastosowanie jako dokładny symulator spójnej dynamiki kwantowej w dużych skalach. Wykazano to pokazując wzorce rozdzielania załamań skorelowanych spinów w niemal doskonałej zgodności z dokładnymi rozwiązaniami analitycznymi słynnego równania Schrodingera dla idealnego układu kwantowego, całkowicie odizolowanego od szumu zewnętrznego. Gęstość i rozmieszczenie załamań zależą między innymi od szybkości i kwantowości eksperymentu. Wykazano, że pomiary parametrów pojedynczego kubitu pozwalają dokładnie przewidzieć zachowanie systemów od 8 do 2000 kubitów, wykazując wysoki poziom kontroli w symulacjach kwantowych we wszystkich skalach”.
*****
Jamesa R. Riordona raporty w Science News na nowych, bardzo czułych czujnikach pola magnetycznego, które eliminują energochłonne lasery, na których opierały się poprzednie urządzenia przy wykonywaniu pomiarów, i zastępują je światłem słonecznym. Podsumowanie Quantum News Briefs poniżej.
Lasery mogą zużywać około 100 watów mocy – co przypomina świecenie jasnej żarówki. Ta innowacja potencjalnie uwalnia czujniki kwantowe od zapotrzebowania na energię. Rezultatem jest prototyp przyjazny dla środowiska w czołówce technologii, jak podają naukowcy w nadchodzącym numerze magazynu Przegląd fizyczny X Energia.
Urządzenie wykorzystuje światło słoneczne, a nie ogniwa słoneczne, do przekształcania światła w energię elektryczną. Zamiast tego światło słoneczne wykonuje zadanie światła lasera, mówi Jiangfeng Du, fizyk z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hefei. Nowy czujnik kwantowy również potrzebuje zielonego światła. Jest go mnóstwo w świetle słonecznym, co widać w zielonych długościach fal odbitych od liści drzew i trawy. Aby zebrać jego ilość wystarczającą do uruchomienia magnetometru, Du i współpracownicy zastąpili laser soczewką o średnicy 15 centymetrów, która zbierała światło słoneczne. Następnie przefiltrowali światło, aby usunąć wszystkie kolory oprócz zielonego, i skupili je na diamencie z defektami atomów azotu. Rezultatem jest czerwona fluorescencja, która ujawnia natężenie pola magnetycznego, podobnie jak magnetometry wyposażone w laser.
Zmiana energii z jednego typu na drugi, jak to się dzieje gdy ogniwa słoneczne zbierają światło i wytwarzają energię elektryczną, jest procesem z natury nieefektywnym (Numer seryjny: 7/26/17). Naukowcy twierdzą, że unikanie przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną w celu zasilania laserów sprawia, że ich podejście jest trzy razy skuteczniejsze, niż byłoby to możliwe w przypadku ogniw słonecznych zasilających lasery.
*****
Europejski przemysł samochodowy rozwija się kwantowo
Europejscy producenci samochodów w coraz większym tempie nawiązują współpracę z firmami zajmującymi się komputerami kwantowymi. Informacje o wiadomościach Quantum podsumowuje najnowszy artykuł Tristana Greena w TheNextWeb.
Europejski przemysł motoryzacyjny ma długą i bogatą historię innowacji technologicznych. Od jego powstania w Nesselsdorfer Wagenbau w 1898 r. do arcydzieła, jakim jest McLaren Artura 2023, pozycja Europy w czołówce branży nigdy nie była kwestionowana.
Mając to na uwadze, pomyślmy o przyszłości. Kolejnymi krokami dla branży będzie wykonanie milowego kroku naprzód.
Pomimo początkowego szumu badacze i producenci samochodów nie rozwiązali jeszcze problemu samochodów autonomicznych. Na każdym kroku, jaki podejmują takie firmy jak BMW, Tesla i Waymo, wydaje się, że pojawiają się setki wyskakujących okienek, z którymi sztuczna inteligencja nie jest w stanie sobie poradzić.
Prawdopodobnie wciąż jesteśmy daleko od zbudowania komputera kwantowego, który zmieści się w samochodzie i który prawdopodobnie będzie pełnił funkcję jego mózgu. Jednak przyspieszenie kwantowe – zdolność procesorów kwantowych do wykonywania obliczeń i/lub uruchamiania algorytmów, których klasyczny system nie byłby w stanie wykonać w użytecznym czasie – mogłoby zapewnić postęp w kilku podstawowych obszarach systemów pojazdów autonomicznych.
Naukowcy z Terra Quantum AG, niedawno nawiązał współpracę z Volkswagenem znaleźć nowatorskie metody wykorzystania hybrydowych kwantowych sieci neuronowych do poprawy rozpoznawania obrazów.
Pasqal, również start-up kwantowy z siedzibą w Paryżu nawiązał współpracę z BMW w innym przedsięwzięciu opartym na kwantach. Wraz z niemieckim producentem samochodów firma ma nadzieję znaleźć nowe, lżejsze i trwalsze materiały do budowy samochodów.
BMW i Volkswagen już zdążyły wdrożyć rozwiązania w obliczu zbliżającej się eksplozji sprzętu do obliczeń kwantowych, ale możesz być pewien, że każdy inny duży producent samochodów również ma plan przyłączenia się do akcji
Ostatecznie przyszłość całego przemysłu produkcyjnego, nie tylko sektora motoryzacyjnego, jest kwantowa. Ale może minąć trochę czasu, zanim sprawy naprawdę nabiorą tempa. Dobra wiadomość jest jednak taka, że z naszej analizy wynika, że producenci samochodów mogą odnieść korzyści jako pionierzy jako partnerzy w szybko rozwijającej się europejskiej gospodarce start-upów kwantowych.
*****
dr Sandra K. Helsel zajmuje się badaniami i raportami na temat technologii granicznych od 1990 roku. z Uniwersytetu Arizony.
