CERNs Quantum Technology Initiative (QTI) är utformad för att förbättra samarbetet mellan högenergifysik- och kvantteknologigemenskaperna. Joe McEntee pratar med Benjamin Frisch, en medlem av CERN QTIs ledningsgrupp och CERN:s Knowledge Transfer-grupp, om framgångar hittills och prioriteringarna för nästa fas av initiativet, som startade i januari 2024
Vilka är de långsiktiga målen för CERN QTI?
Under sina första tre år, CERN QTI har påskyndat dialogen mellan högenergifysik (HEP) och kvantteknikgemenskaper. Det handlar om att skapa förståelse för ömsesidiga fördelar, identifiera möjligheter som kvantum ger inom HEP, och etablera specifika kompetensområden där CERN-forskare och ingenjörer kan bidra till utvecklingen av kvantteknologier och applikationer – både inom CERN såväl som inom industrin och bredare ekonomi.
CERN QTI-färdplanen, publicerad 2021, formar vår verksamhet kontra en uppsättning strategiska mål, inklusive: vetenskaplig/teknisk utveckling och kapacitetsuppbyggnad; upprättande av samutvecklingspartnerskap med industri och akademi; skapande av en quantum tech community inom HEP; och nära integration med nationella och internationella kvantinitiativ. Dessa referenspunkter översätts till en mångsidig FoU-insats vid CERN och specifika projekt som spänner över kvantteori och simulering; kvantberäkning och algoritmer; kvantavkänning och relaterad nanoteknik; och kvantnätverk.
Så du söker större konvergens mellan HEP och kvantteknologiska gemenskaper?
Korrekt. CERN QTI strävar efter att fungera som en kontaktpunkt för FoU-samarbete och kunskapsutbyte mellan HEP och kvantteknologiska gemenskaper, oavsett om det är akademiska, industriella eller statliga partner. Utbildning, uppsökande verksamhet och teknisk spridning är prioriteringarna. Ett exempel, skapat och organiserat av CERN QTI, är den internationella konferensen om kvantteknologi för högenergifysik (QT4HEP). Den första upplagan, som hölls på CERN i november 2022, lockade mer än 250 internationella experter (se "The QC4HEP White Paper: the race for quantum advantage", nedan). Som en uppföljning var CERN i november 2023 värd för den sjunde upplagan av den tvärvetenskapliga Quantum Techniques in Machine Learning (QTML)-konferensen med mer än 330 deltagare.
Mer specifikt, hur maximerar CERN QTI engagemanget med kvantindustrin och leveranskedjan?
CERNs kunskapsöverföring (KT) ggruppen tar hand om CERN QTIs aktiviteter när det gäller strategi för industriellt engagemang. Detta börjar med en analys av det industriella ekosystemet i CERN:s medlemsländer och associerade medlemsländer plus en översyn av otillfredsställda behov över hela kvantförsörjningskedjan. Allt detta kartläggs sedan kontra CERN:s kvantkunskap och teknologier för att informera diskussioner med industrin om licensiering, konsulttjänster, samutvecklingsprojekt och immateriella rättigheter.
Formella länkar till nyckelaktörer i kvantförsörjningskedjan har etablerats genom CERNs associerade medlemskap i European Quantum Industry Consortium (QuIC), en paneuropeisk branschorganisation för kvantindustrin. Synlighet är allt i detta avseende, vilket är anledningen till att CERN QTI har en framstående utställarnärvaro vid flaggskeppsevenemang som European Quantum Technologies Conference (hålls i Hannover, Tyskland, i oktober) för att lyfta fram CERN som en potentiell innovationspartner för kvantteknikföretag.
Hur stödjer CERN QTI bredare ansträngningar för att utveckla den specialiserade kvantarbetskraften?
Ett CERN-initiativ för att uppmuntra Korsbefruktning mellan HEP och kvanttekniksektorn inkluderar naturligtvis ett engagemang för kapacitetsuppbyggnad. CERN är en smältdegel med mer än 16 000 personer – anställda vetenskapsmän och ingenjörer, postdoktorer och doktorander, samt mer än 13 000 vetenskapliga användare från forskningsinstitut och universitet över hela världen.
Vid sidan av praktisk utbildning erbjuder CERN QTI denna mångsidiga arbetsstyrka fortlöpande utbildning, träning och professionell utveckling i allt som rör kvantum – inklusive till exempel QTI Journal Club, QTI Theory Forum, såväl som ett omfattande program med kvantvetenskapliga föreläsningar, workshops och skolor. Bland CERN QTIs flaggskeppsutbildningsevenemang finns den sjudelade introduktionskursen online om kvantberäkning som ges av Elias Combarro (University of Oviedo, Spanien). Kursen sändes live och gratis i slutet av 2020 och lockar fortfarande stort engagemang idag.
QC4HEP White Paper: kapplöpningen om kvantfördelar
Bildandet av en dedikerad arbetsgrupp om Quantum Computing for HEP (QC4HEP) var bland huvudutvecklingen vid den internationella konferensen om kvantteknologier för högenergifysik (QT4HEP), som ägde rum på CERN i november 2022.
Arbetsgruppen, som består av mer än 50 medlemmar från HEP-institut över hela EU, USA och Japan, har i uppdrag att analysera potentialen för kvantdatorer för att realisera en "paradigmatisk förändring" i datorhårdvara och mjukvara för naturvetenskap och vidare.
"Vi tittar på möjligheten att uppskatta de resurser som behövs, från fall till fall, för att nå den så kallade kvantfördelen, där beräkningar som är ouppnåeliga eller extremt dyra med klassiska maskiner blir möjliga eller praktiska med kvantdatorer", säger Michele Grossi , kvant senior fellow vid CERN och medlem av CERN QTI och QC4HEP arbetsgruppen. "Gruppen inser att HEP-gemenskapen är nyckeln till att låsa upp kraften i kvantberäkning, eftersom fältet är en rik källa till utmanande beräkningsproblem."
Det råder ingen brist på fart heller. I juli i år publicerade QC4HEP-arbetsgruppen en vitbok (tillgänglig på arXiv) för att identifiera användningsfall inom teoretisk och experimentell partikelfysik där kvantberäkning kan ge betydande långsiktig uppsida. Uppsatsen är författad av experter från CERN, DESY, IBM Quantum och över 30 andra organisationer.
"När det gäller teoretiska aspekter inom partikelfysik," tillägger Grossi, "finns det lovande områden relaterade till utvecklingen av kvanttillstånd, gittermåttteori, neutrinoscillationer och kvantfältsteorier i allmänhet. På den experimentella sidan pekar vitboken under tiden ut områden relaterade till jet- och spårrekonstruktion under högenergipartikelkollisioner, extraktion av sällsynta signaler, för-och-utöver standardmodellproblem och parton-duschar [kaskader av strålning]."
Arbetsgruppen prioriterar för närvarande en uppsättning HEP-applikationer att implementera som en del av IBM Quantums "100×100" utmaning, en nästa generations testbädd för kvantberäkningar som kommer online 2024.
Ytterligare läsning
Alberto Di Meglio et al. 2023 Kvantberäkning för högenergifysik: toppmoderna och utmaningar. Sammanfattning av QC4HEP-arbetsgruppen arXiv
Vilka lärdomar har dragits under Fas I av CERN QTI?
Det är uppmuntrande att se ett brett erkännande av CERN QTIs expertis som en drivkraft för vetenskapligt samarbete över discipliner – i själva verket fungerar som en "ärlig mäklare" som länkar samman HEP och kvantteknologiska gemenskaper. Det har också skett påtagliga framsteg, där de projekt som genomfördes under de första två åren av CERN QTI pekar på långsiktiga möjligheter för kvantteknik inom många områden av HEP – från teoretiska överväganden och kvantberäkningsinfrastrukturer för "big data"-analyser till nästa generations detektorkonstruktioner över olika energiregimer.
QUANT-NETs testbäddsinnovationer: omforma kvantnätverket
I samarbete med industri och akademiska partners är CERN QTI också engagerad i att skala talangpipelinen – oavsett om det stöder vetenskapliga program här på CERN eller överför dessa eftertraktade färdigheter till den framväxande kvantförsörjningskedjan. Det sistnämnda är nyckeln: medan många kommersiella enheter inom kvantsektorn ser betydande tillväxt, kämpar samma företag för att fylla viktiga tekniska roller som behövs för att accelerera, och i slutändan upprätthålla, den tillväxten.
Vad händer härnäst för CERN QTI?
Fas II av initiativet går underi januari 2024 och handlar om konsolidering, där man prioriterar en uppsättning undersökningar med potentiella spelförändrande effekter för CERNs HEP-forskningsprogram. Ur ett organisatoriskt perspektiv kommer det att finnas fyra tematiska kompetenscentra (CCs). CC på hybrid kvantberäkningsinfrastrukturer och algoritmer kommer till exempel att utveckla en robust förståelse för prestanda och optimal användning av kvantberäkningssystem (inklusive integration med högpresterande beräkningscentra), vilket säkerställer att kraven från HEP-gemenskapen beaktas. konto inom industrins försörjningskedja. Samutvecklingspartnerskap anpassade till CERN:s användningsfall kommer att vara väsentliga längs denna koordinat.
CC på CERN Technologies som kvantplattformsdemonstratorer kommer att utveckla kompetenser kopplade till kvantberäknings- och avkänningsteknologier med direkta tillämpningar till fysik utöver standardmodellen. Samtidigt syftar CC on Quantum Networking till att positionera CERN som en del av FoU-gemenskapen för kvantkommunikation, och bidra med specialistexpertis för att implementera nya kvantnätverksprotokoll.
- SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
- Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
- PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
- Källa: https://physicsworld.com/a/cern-qti-harnessing-big-science-to-accelerate-quantum-innovation/
- : har
- :är
- :var
- 000
- 13
- 16
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 2024
- 250
- 30
- 50
- a
- Om Oss
- Akademin
- akademiska
- accelerera
- accelererad
- Konto
- resultat
- tvärs
- Agera
- verkande
- aktiviteter
- aktivitet
- Lägger
- Fördel
- Efter
- Syftet
- AL
- algoritmer
- Alla
- längs
- också
- bland
- an
- analysera
- analys
- analytics
- och
- tillämpningar
- tillvägagångssätt
- ÄR
- områden
- Konst
- AS
- aspekter
- strävar efter
- Associate
- Förening
- At
- attraheras
- Drar till sig
- författat
- tillgänglig
- BE
- Stråle
- blir
- varit
- Där vi får lov att vara utan att konstant prestera,
- nedan
- Fördelarna
- Benjamin
- mellan
- Bortom
- Stor
- båda
- bred
- sända
- by
- beräkningar
- kallas
- KAN
- Vid
- centra
- kedja
- utmanar
- utmaningar
- utmanande
- klick
- Stäng
- klubb
- cms
- samverkan
- komma
- kommersiella
- engagemang
- engagerad
- Trygghet i vårdförloppet
- samhällen
- samfundet
- kompakt
- Företag
- beräkningar
- datorer
- databehandling
- Konferens
- överväganden
- konsolidering
- konsortium
- konsult
- bidra
- Bidragande
- Konvergens
- samordna
- kunde
- Kurs
- eftertraktade
- skapas
- Skapa
- skapande
- För närvarande
- Datum
- dedicerad
- leverera
- utformade
- mönster
- utveckla
- utveckla
- Utveckling
- utvecklingen
- dialog
- olika
- rikta
- discipliner
- diskussioner
- flera
- gör
- drivande
- under
- ekonomi
- ekosystemet
- edition
- Utbildning
- effekt
- ansträngning
- ansträngningar
- antingen
- smärgel
- uppmuntra
- uppmuntra
- änden
- energi
- ingrepp
- Ingenjörer
- förbättra
- säkerställa
- enheter
- väsentlig
- etablerade
- upprättandet
- etablering
- EU
- Giltigt körkort
- händelser
- allt
- Utvecklingen
- exempel
- utbyta
- dyra
- experimentell
- expertis
- experter
- utforskas
- omfattande
- extraktion
- extremt
- Kompis
- fält
- fylla
- Förnamn
- flaggskepp
- fokus
- För
- kraft
- bildning
- Forum
- fyra
- från
- Allmänt
- generell mening
- Tyskland
- ges
- Regeringen
- uppgradera
- större
- Grupp
- Tillväxt
- praktisk
- hårdvara
- Utnyttja
- Har
- rubrik
- Held
- här.
- Hög
- högpresterande
- Markera
- värd
- Hur ser din drömresa ut
- HTTPS
- Hybrid
- i
- IBM
- ibm kvantum
- identifiera
- identifiera
- ii
- bild
- Konsekvenser
- genomföra
- in
- innefattar
- Inklusive
- industriell
- industrin
- underrätta
- informationen
- infrastruktur
- Initiativ
- initiativ
- Innovation
- innovationer
- integrering
- intellektuella
- immateriella rättigheter
- Internationell
- in
- inledande
- Undersökningar
- fråga
- DESS
- Januari
- Japan
- JOE
- tidskriften
- jpg
- Juli
- Nyckel
- kunskap
- kunskapsöverföring
- Large
- lärt
- inlärning
- avläsningar
- Lärdomar
- Licens
- tycka om
- rader
- kopplade
- länkning
- länkar
- lever
- lång sikt
- du letar
- UTSEENDE
- Maskinen
- maskininlärning
- Maskiner
- ledning
- Ledningsgrupp
- många
- Marina
- max-bredd
- Maximera
- Samtidigt
- medlem
- Medlemmar
- medlemskap
- modell
- Momentum
- mer
- ömsesidigt
- nationell
- Natural
- behövs
- behov
- nät
- nätverk
- neutrino
- Nästa
- nästa generation
- Nej
- roman
- November
- mål
- oktober
- of
- Erbjudanden
- on
- pågående
- nätet
- öppet
- möjligheter
- optimala
- or
- organisatoriska
- organisationer
- Organiserad
- Övriga
- vår
- ut
- uppsökande
- över
- Papper
- del
- deltagare
- partnern
- partner
- partnerskap
- Personer
- prestanda
- perspektiv
- fas
- Fysik
- Fysikvärlden
- rörledning
- Plats
- plattform
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- spelare
- plus
- Punkt
- poäng
- placera
- Möjligheten
- möjlig
- postdocs
- potentiell
- kraft
- Praktisk
- Närvaron
- prioritering
- problem
- professionell
- programmet
- program
- Framsteg
- projektet
- projekt
- framträdande
- lovande
- egenskapen
- protokoll
- ger
- publicerade
- Quantum
- kvantfördel
- kvantdatorer
- kvantkalkylering
- kvantnätverk
- kvantteknik
- kvantteknologi
- R&D
- Lopp
- SÄLLSYNT
- nå
- inser
- erkännande
- erkänner
- referens
- betraktar
- dieter
- föreställa sig
- relaterad
- Krav
- forskning
- forskare
- Resurser
- översyn
- Rik
- färdplan
- robusta
- roller
- Samma
- säger
- skalning
- Skolor
- Vetenskap
- VETENSKAPER
- vetenskaplig
- vetenskapsmän
- sektor
- se
- se
- Seek
- söker
- senior
- in
- former
- Kort
- brist
- Visar
- sida
- signaler
- signifikant
- simulering
- eftersom
- färdigheter
- Mjukvara
- Källa
- Spanien
- spänning
- specialist
- specifik
- specifikt
- Personal
- standard
- igång
- startar
- Ange
- Stater
- Fortfarande
- Strategisk
- Strategi
- Kämpar
- Studenter
- SAMMANFATTNING
- leverera
- leveranskedjan
- Stödjande
- System
- tagen
- Talang
- Talks
- påtaglig
- grupp
- tech
- Tech företag
- Teknisk
- tekniker
- Tekniken
- Teknologi
- villkor
- än
- den där
- Smakämnen
- Initiativet
- Projekten
- världen
- tematiska
- sedan
- teoretiska
- Teorin
- Där.
- saker
- detta
- i år
- de
- tre
- Genom
- miniatyr
- till
- i dag
- tog
- spår
- handla
- Utbildning
- bana
- överföring
- Överföra
- Översätt
- sann
- två
- Ytterst
- förståelse
- Universitet
- universitet
- upplåsning
- upside
- us
- användning
- användarfall
- användare
- Kontra
- synlighet
- var
- VÄL
- om
- som
- medan
- vit
- vitt papper
- varför
- bredare
- kommer
- med
- inom
- arbetskraft
- arbetssätt
- Arbetsgrupp
- Workshops
- världen
- år
- år
- Avkastning
- zephyrnet