การทำงานร่วมกันจัดลำดับความสำคัญภายในระบบนิเวศควอนตัมของ DESY - Physics World

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem-physics-world.jpg" data-caption="ความหลากหลายของควอนตัม นักวิทยาศาสตร์ของ CQTA ให้การสนับสนุนด้านเทคนิคแก่พันธมิตรด้านวิชาการ อุตสาหกรรม และภาครัฐในด้านการประมวลผลควอนตัมและการตรวจจับควอนตัม ปัจจุบันทีมงานประกอบด้วยเจ้าหน้าที่ 2024 คน ผู้ประสานงานโครงการ 02 คน postdoc XNUMX คน และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา XNUMX คน (มารยาท: DESY)” title=”คลิกเพื่อเปิดภาพในป๊อปอัป” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/XNUMX/XNUMX/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem -ฟิสิกส์-world.jpg”>

ในฐานะห้องปฏิบัติการระดับชาติของเยอรมนีที่มีรากฐานมาจากฟิสิกส์ และเป็นหนึ่งในศูนย์วิจัยเครื่องเร่งความเร็วชั้นนำของโลก ความพยายามทางวิทยาศาสตร์ของ DESY อยู่ภายใต้หัวข้อหลัก 3000 หัวข้อ ได้แก่ ฟิสิกส์ของอนุภาค วิทยาศาสตร์โฟตอน ฟิสิกส์ของอนุภาคดาราศาสตร์ และฟิสิกส์ของตัวเร่ง เส้นทางการวิจัยเสริมที่ดำเนินการร่วมกับเครือข่ายพันธมิตรระดับชาติและนานาชาติ ส่งผลให้ DESY ดึงดูดนักวิทยาศาสตร์รับเชิญมากกว่า 40 คนจากกว่า XNUMX ประเทศทุกปี ห้องปฏิบัติการแห่งนี้ยังเป็นศูนย์กลางการวิจัยและพัฒนาที่เป็นที่ต้องการสำหรับอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นศูนย์ทดลองระดับแนวหน้าที่นำเสนอส่วนเสริมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะให้กับนวัตกรรมขององค์กรขนาดเล็กและขนาดกลางของยุโรปตลอดจนบริษัทเทคโนโลยีที่จัดตั้งขึ้น

ทีม CQTA พร้อมให้ความช่วยเหลือพันธมิตรในอุตสาหกรรม นักวิชาการ และภาครัฐในการกำหนดปัญหาของตนในลักษณะที่สามารถทำงานบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม

รูปแบบการทำงานที่หันหน้าเข้าหาภายนอกดังกล่าวเป็นรากฐานของความพยายามด้านการวิจัยและพัฒนาที่เพิ่งเกิดขึ้น ซึ่งต้องการต่อยอดขีดความสามารถของ DESY ในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควอนตัม เป้าหมาย: เพื่อสนับสนุนโปรแกรมฟิสิกส์พลังงานสูงที่หลากหลายของห้องปฏิบัติการ ขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดผลกระทบปลายน้ำทุกประเภทในการใช้งานทางอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ ความพยายามเหล่านั้นได้รับการเผยแพร่ผ่านศูนย์เทคโนโลยีควอนตัมและการประยุกต์ใช้งาน (CQTA) ซึ่งก่อตั้งขึ้นที่วิทยาเขต Zeuthen ของ DESY ชานเมืองเบอร์ลิน ด้วยเงินทุนเริ่มต้น 15 ล้านยูโรจากรัฐบรันเดนบูร์ก

CQTA เปิดตัวในเดือนมกราคม 2022 โดยมุ่งใช้ประโยชน์จากโปรแกรมวิทยาศาสตร์พื้นฐานของ DESY ในด้านการประมวลผลควอนตัม วัสดุควอนตัม และการตรวจจับควอนตัม “DESY ได้จัดตั้งคณะทำงานด้านเทคโนโลยีควอนตัมเพื่อประสานงานความพยายามด้านการวิจัยและพัฒนาควอนตัม โดย CQTA เป็นจุดศูนย์กลางสำหรับการดำเนินการด้านการประมวลผลควอนตัมและการตรวจจับควอนตัม” Karl Jansen หัวหน้าของ CQTA และศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ของ DESY กล่าว “ผลงานกิจกรรมของเราที่ CQTA กำลังขยายวงกว้างอยู่ตลอดเวลา และสิ่งที่เราหวังว่าจะได้รับคือการระบุกรณีการใช้งานที่เราสามารถส่งมอบ 'ความได้เปรียบทางควอนตัม' ได้อย่างชัดเจนผ่านวิธีการคำนวณควอนตัม”

ความได้เปรียบทางควอนตัมในทางวิทยาศาสตร์

ในแง่ของลำดับความสำคัญในการปฏิบัติงาน การส่งมอบของ CQTA ดำเนินไปตามแนวทางหลักหลายประการ ได้แก่ การพัฒนาอัลกอริธึมและวิธีการควอนตัม อำนวยความสะดวกในการเข้าถึงฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมสำหรับพันธมิตรด้านการวิจัยและอุตสาหกรรมของ DESY การเปรียบเทียบ การทดสอบ และการตรวจสอบฮาร์ดแวร์ควอนตัม และการรันโปรแกรมมาตรวิทยาควอนตัมโดยใช้นาฬิกาไอออนที่ติดอยู่เพื่อค้นหา "ฟิสิกส์ใหม่" นอกเหนือจากโมเดลมาตรฐาน นอกจากนี้ยังมีโปรแกรมการฝึกอบรมแบบกำหนดเองในงานเพื่อรองรับผู้เริ่มต้นที่ต้องการเข้าใจพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม รวมถึงการกำหนดเป้าหมายผู้ปฏิบัติงานขั้นสูงในการวิจัยและอุตสาหกรรม

SQMS Center ของ Fermilab กล่าวถึงทุกแง่มุมของ 'ปริศนาควอนตัม'

ความก้าวหน้ากำลังได้รับการส่งเสริม โดยโครงการเรือธง CQTA ที่กำลังดำเนินการอยู่เพื่อสนับสนุนโปรแกรมฟิสิกส์หลักของ DESY ตัวอย่างเช่น Laser Und XFEL Experiment (LUXE) เป็นความร่วมมือด้านการวิจัยระหว่างนักวิทยาศาสตร์ DESY และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาที่ European X-ray Free Electron Laser (Eu.XFEL) ในฮัมบูร์กเพื่อศึกษากระบวนการควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ (QED) ที่ เรียกว่า "เขตแดนสนามพลังแรง" (โดยพื้นฐานแล้วคือการตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ของเลเซอร์แสงความเข้มสูงและลำอิเล็กตรอน 16.5 GeV ของ Eu.XFEL)

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/2024-02-BSQA-DESY-Jansen_Karl.jpg" data-caption="คาร์ล แจนเซ่น “อัลกอริธึมและวิธีการควอนตัมที่เราพัฒนาขึ้นสำหรับการใช้งานในฟิสิกส์พลังงานสูงสามารถถ่ายโอนไปยังปัญหาทางอุตสาหกรรมมากมาย - และในทางกลับกัน” (มารยาท: DESY)” title=”คลิกเพื่อเปิดภาพในป๊อปอัป” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/2024-02-BSQA-DESY-Jansen_Karl.jpg”>

ในส่วนของนักวิจัยของ CQTA กำลังดำเนินการศึกษาเชิงพิสูจน์หลักการภายใน LUXE โดยใช้ฮาร์ดแวร์ควอนตัมเพื่อตรวจสอบการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบเกทสำหรับการจดจำรูปแบบในการสร้างแทร็กอนุภาคใหม่ ความหวังก็คืออัลกอริธึมควอนตัมและวิธีการพัฒนาภายใน LUXE จะสามารถถ่ายโอนไปยังการทดลองที่ศูนย์ฟิสิกส์พลังงานสูงอื่นๆ ได้ ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การตรวจสอบเชิงรุกอีกด้านคือผลกระทบของสัญญาณรบกวนในอัลกอริธึมควอนตัม “คอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบันมีเสียงดังมาก” Jansen กล่าว “แต่สัญญาณรบกวนนั้นจะมีประโยชน์หากอัลกอริทึม 'ติดอยู่' ในมุมหนึ่งของพื้นที่พารามิเตอร์” กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเพิ่มจุดรบกวนสามารถผลักดันอัลกอริธึมออกจากผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องไปยังโซลูชันที่ค้นหา (แม้ว่าสัญญาณรบกวนที่มากเกินไปจะหมายความว่าไม่พบวิธีแก้ปัญหาเลย) “สิ่งที่เรากำลังมองหาในแต่ละกรณีคือ 'จุดที่น่าสนใจ' และปริมาณเสียงรบกวนที่เหมาะสมที่สุด” Jansen กล่าวเสริม

ความได้เปรียบทางควอนตัมในอุตสาหกรรม

ในขณะเดียวกัน คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้รับการขนานนามว่าเป็น "ตัวขัดขวาง" ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลายประเภท รวมถึงการค้นคว้าและการพัฒนายา การเพิ่มประสิทธิภาพด้านลอจิสติกส์ และการสร้างแบบจำลองทางการเงิน กรณีศึกษาในเรื่องนี้คือการทำงานร่วมกันด้านการวิจัยและพัฒนาระหว่างนักวิทยาศาสตร์ที่ CQTA และ Forschungszentrum Jülich ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยแห่งชาติอีกแห่งหนึ่งของเยอรมนี โดยพิจารณาถึง "ปัญหาการกำหนดประตูขึ้นเครื่อง" ที่สนามบิน และโดยเฉพาะ วิธีเพิ่มการเชื่อมต่อและการกำหนดเวลาระหว่างขาเข้าและขาออก เที่ยวบินขาออก

ด้วยการใช้ข้อมูลจากสนามบินที่ปฏิบัติการ ทีมงาน CQTA-Jülich กำลังพยายามหาความสัมพันธ์ที่ซ่อนอยู่กับคอมพิวเตอร์ควอนตัม และในการทำเช่นนี้ จะช่วยแก้ปัญหาเหล่านี้ได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ภาพใหญ่กว่าคือคำอธิบายทางคณิตศาสตร์และวิธีแก้ปัญหาการกำหนดประตูสามารถนำไปใช้กับด้านอื่นๆ ที่น่าสนใจสำหรับอุตสาหกรรมและรัฐบาลได้ รวมถึงการจัดการจราจร บริการโลจิสติกส์ของยานพาหนะ และการควบคุมฝูงชนในงานกีฬาขนาดใหญ่ “สิ่งที่น่าสนใจ” Jansen กล่าว “ก็คืออัลกอริธึมควอนตัมและวิธีการที่เราพัฒนาขึ้นสำหรับการใช้งานในฟิสิกส์พลังงานสูงสามารถถ่ายโอนไปยังปัญหาทางอุตสาหกรรมมากมาย – และ ในทางกลับกัน".

CERN QTI: ควบคุมวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่เพื่อเร่งนวัตกรรมควอนตัม

ค่อนข้างน่าประหลาดใจที่การศึกษา CQTA อีกแขนงหนึ่งเกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมทางวิทยาศาสตร์ เทคนิค และศิลปะในดนตรี มีความสนใจเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับโอกาสในการสร้างสรรค์และเชิงพาณิชย์สำหรับนักดนตรีและโปรดิวเซอร์ ดังที่เห็นได้จากการประชุมวิชาการระดับนานาชาติครั้งที่สองว่าด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมและความคิดสร้างสรรค์ทางดนตรี ซึ่งจัดขึ้นที่กรุงเบอร์ลินในเดือนตุลาคม 2023 (และร่วมจัดโดย CQTA และมหาวิทยาลัย Plymouth สหราชอาณาจักร) “เมื่อเรามีประสบการณ์เพียงพอที่ CQTA” Jansen กล่าว “วิสัยทัศน์คือการสร้างเครื่องสังเคราะห์ควอนตัมเพื่อให้นักดนตรีที่ไม่มีความรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถใช้เครื่องดนตรีนี้เพื่อสร้างเสียงใหม่ทั้งหมดได้”

การลงทุนในห้างหุ้นส่วน

แม้ว่า CQTA จะมีความก้าวหน้าในการดำเนินงานในช่วงสองปีที่ผ่านมา แต่ Jansen และเพื่อนร่วมงานก็ยังทำงานเพื่อปรับปรุงข้อเสนอของ CQTA ให้มีกลยุทธ์มากขึ้น
ระดับ. อันที่จริง CQTA ได้รับการยอมรับเมื่อปีที่แล้วในฐานะ IBM Quantum Innovation Center ซึ่งเปิดโอกาสให้เข้าถึงเครือข่าย R&D ระดับโลกของบริษัทที่ติดอันดับ Fortune 500 บริษัทสตาร์ทอัพ มหาวิทยาลัย และห้องปฏิบัติการวิจัยระดับชาติ ซึ่งทั้งหมดนี้ทำงานร่วมกับ IBM เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ควอนตัมและ การใช้งาน การจับมือกับ IBM มีความสำคัญเป็นสองเท่า เนื่องจาก CQTA วางตำแหน่งตัวเองในฐานะผู้ให้บริการที่ปรึกษาทางเทคนิคเฉพาะทางและบริการอำนวยความสะดวกสำหรับทุกสิ่งเกี่ยวกับควอนตัม

DESY ได้จัดตั้งคณะทำงานด้านเทคโนโลยีควอนตัมเพื่อประสานงานการวิจัยและพัฒนาควอนตัม โดยมี CQTA ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางสำหรับการประมวลผลควอนตัมและการตรวจจับควอนตัม

“ทีมงาน CQTA อยู่ที่นี่เพื่อช่วยให้พันธมิตรในอุตสาหกรรม นักวิชาการ และภาครัฐกำหนดปัญหาของพวกเขาทางคณิตศาสตร์ในลักษณะที่สามารถทำงานบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้” Jansen กล่าว “ความสัมพันธ์ในการทำงานอย่างใกล้ชิดกับไอบีเอ็มหมายความว่าเราสามารถเป็นสื่อกลางในการเข้าถึงฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ควอนตัมที่ล้ำสมัยของไอบีเอ็มโดยมีค่าธรรมเนียมสำหรับบุคคลที่สาม ซึ่งจะช่วยขจัดปัญหาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ซับซ้อนผ่านการประมวลผลควอนตัม”

การมองเห็นและการจดจำที่เพิ่มขึ้นนั้นได้ผลในแง่อื่นๆ เช่นกัน อย่างน้อยก็บทบาทของ CQTA ในฐานะ “เครื่องเร่งควอนตัม” และศูนย์กลางระดับภูมิภาคในรัฐบรันเดนบูร์ก ซึ่งรัฐบาลท้องถิ่นตั้งเป้าที่จะสร้างฐานที่สำคัญระดับโลกสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมภายในสิ้นปีนี้ ทศวรรษ “ตอนนี้” Jansen กล่าว “มันเป็นเรื่องของการเชื่อมโยงผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่เกี่ยวข้องในภูมิภาค Brandenburg และสำรวจความคิดริเริ่มร่วมกัน เช่น การสร้างบุคลากรควอนตัม ตลอดจนเครือข่ายการวิจัยประยุกต์และนวัตกรรม”

นวัตกรรมทดสอบของ QUANT-NET: พลิกโฉมเครือข่ายควอนตัม

ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรของ CQTA ยังคงสำรวจการใช้งานใหม่ๆ สำหรับการประมวลผลควอนตัม Jansen กำลังมองหาโมเดลธุรกิจระยะยาวที่ยั่งยืนสำหรับโครงการริเริ่มนี้ ซึ่งปัจจุบันได้รับทุนสนับสนุนจากรัฐบาลแห่งรัฐบรันเดนบูร์ก กระทรวงศึกษาธิการและการวิจัยแห่งสหพันธรัฐเยอรมนี (BMBF) ) โครงการ Horizon ของสหภาพยุโรป และเครือข่ายพันธมิตรในอุตสาหกรรม 

“องค์ประกอบสำคัญของแผนธุรกิจของ CQTA อยู่ระหว่างดำเนินการอย่างมาก” Jansen กล่าวสรุป “โดยเน้นไปที่การทำงานร่วมกันด้านการวิจัยและพัฒนา การให้คำปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ประยุกต์ และมีแนวโน้มมากกว่าที่จะมุ่งเน้นไปที่การแปลเทคโนโลยีและการแยกตัวออกจากเชิงพาณิชย์ กิจการสตาร์ทอัพ”

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem/