By Sandra Helsel đăng ngày 18 tháng 2022 năm XNUMX
Tóm tắt tin tức lượng tử hôm nay mở đầu với bài phân tích của CTO Sam Mugel của Multiverse về vai trò của điện toán lượng tử trong việc dự đoán và ngăn chặn suy thoái kinh tế trong tương lai, tiếp theo là cái nhìn của Tristan Greene về tranh chấp gần đây giữa các phát hiện AI lượng tử của DeepMind và sự phản bác của các nhà khoa học Nga và Hàn Quốc rằng những phát hiện đó không chính xác hoặc không liên quan . Tiếp theo là xem xét trọng tâm của Trung tâm Khoa học Lượng tử về điện toán lượng tử tôpô và NHIỀU HƠN NỮA.
*****
Máy tính lượng tử có thể dự đoán và ngăn chặn suy thoái kinh tế tốt hơn không?
Sam Mugel, Tiến sĩ, CTO của Máy tính Đa vũ trụ, đã viết gần đây trên Forbes về lợi ích tiềm năng của điện toán lượng tử trong việc dự đoán và từ đó dự đoán suy thoái kinh tế. Bản tóm tắt của Quantum News tóm tắt ở đây.
Bài viết của Mugel đúng lúc với những lo ngại ngày càng tăng về suy thoái kinh tế. Các nền kinh tế toàn cầu đang phải ứng phó với một loạt áp lực ngày càng gia tăng liên quan đến đại dịch toàn cầu, sự gián đoạn chuỗi cung ứng, xung đột địa chính trị và tỷ lệ lạm phát cao nhất trong nhiều thập kỷ, cùng một số vấn đề khác. Việc cung cấp cho các tổ chức những hiểu biết sâu sắc về hành vi của các nền kinh tế có giá trị rất lớn, tuy nhiên chúng tôi đặc biệt kém trong việc dự đoán các cuộc khủng hoảng kinh tế.
Các nền kinh tế có mạng lưới phát triển liên tục bao gồm nhiều người chơi và tài sản. Sự phức tạp của các cấu hình có thể có này là nguyên nhân khiến chúng khó được mô hình hóa một cách hiệu quả, ngay cả khi sử dụng các siêu máy tính mạnh nhất hiện nay.
Sự chú ý đang hướng tới việc sử dụng lượng tử như một công cụ để hệ thống hóa các vấn đề kinh tế vĩ mô định lượng, cho thấy sự giàu có phát triển theo thời gian như thế nào trước những thay đổi hoặc nhiễu loạn trong mạng lưới tài chính. Người ta đã chứng minh rằng máy ủ lượng tử, thiết bị ban đầu được phát triển để giải quyết các vấn đề tối ưu hóa phức tạp, là lý tưởng cho công việc này.
Khi các công cụ mô phỏng các mạng phức tạp phát triển hơn nữa trong thập kỷ tới, các ngân hàng trung ương và tổ chức tài chính sẽ được trang bị tốt hơn nhiều để cải thiện khả năng phục hồi kinh tế. Những hiểu biết sâu sắc về các lỗ hổng sẽ giúp bảo vệ các tổ chức tài chính và các tổ chức như quỹ hưu trí khỏi cú sốc về các sự kiện đặc biệt có thể xảy ra trong suốt vòng đời của danh mục đầu tư. Nó cũng sẽ giúp các ngân hàng trung ương tăng cường phòng thủ tốt hơn trước những nỗ lực vũ khí hóa nền kinh tế trong tương lai.
Muguel kết luận: “Mặc dù điện toán lượng tử còn phải nỗ lực rất nhiều để phát huy hết tiềm năng của nó, nhưng công nghệ này đã tạo ra những hiểu biết mới có giá trị và chỉ ra các giải pháp dự báo thị trường cũng như sự ổn định mà trước đây chưa từng có”. Đọc bài viết gốc của Muguel tại đây.
*****
DeepMind không đồng ý với các nhà khoa học Nga tranh cãi về kết quả nghiên cứu AI lượng tử
Tristan Greene của NextWeb's Neural đề cập đến một sự bất đồng gần đây mà DeepMind, một công ty nghiên cứu của Alphabet có trụ sở tại London, phải đối mặt. Công ty này đã xuất bản một bài nghiên cứu hấp dẫn cách đây XNUMX tháng, trong đó họ tuyên bố đã giải quyết được thách thức to lớn trong việc “mô phỏng vật chất ở quy mô lượng tử bằng AI. ” Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu hàn lâm từ Nga và Hàn Quốc có thể đã phát hiện ra một vấn đề trong nghiên cứu ban đầu khiến toàn bộ kết luận của bài báo bị nghi ngờ. Bản tóm tắt tin tức lượng tử tóm tắt dưới đây; Đánh giá ban đầu và sâu rộng của Greene về sự bất đồng này có thể được đọc ở đây.
Vào tháng XNUMX, DeepMind đã xuất bản một tờ giấy có tựa đề “Đẩy mạnh giới hạn của các hàm mật độ bằng cách giải bài toán phân số electron.” Trong bài báo này, nhóm DeepMind tuyên bố đã cải tiến triệt để các phương pháp hiện tại để mô hình hóa hành vi lượng tử thông qua việc phát triển mạng lưới thần kinh.
Bài viết của DeepMind đã vượt qua được quá trình đánh giá chính thức ban đầu. Bây giờ, vào tháng 2022 năm XNUMX, một nhóm gồm tám học giả đến từ Nga và Hàn Quốc đã công bố một lời bình luận đặt câu hỏi về kết luận của DeepMind.
Theo thông cáo báo chí từ Viện Khoa học và Công nghệ Skolkovo: “Khả năng khái quát hóa hành vi của các hệ thống như vậy của DeepMind AI không tuân theo các kết quả được công bố và cần phải xem lại".
Theo quan điểm của chúng tôi, những cải thiện về hiệu suất của DM21 trên tập dữ liệu thử nghiệm BBB so với DM21m có thể do một lý do tầm thường hơn nhiều: sự chồng chéo ngoài ý muốn giữa tập dữ liệu huấn luyện và tập dữ liệu kiểm tra.
Nếu điều này là đúng thì có nghĩa là DeepMind không thực sự dạy mạng lưới thần kinh cách dự đoán cơ học lượng tử. Các học giả đang tranh cãi về việc AI của DeepMind đưa ra kết luận như thế nào. DeepMind đã nhanh chóng phản hồi. Công ty đã công bố phản hồi của mình cùng ngày với nhận xét và đưa ra lời khiển trách ngay lập tức và kiên quyết:
Chúng tôi không đồng ý với phân tích của họ và tin rằng những điểm nêu ra là không chính xác hoặc không liên quan đến kết luận chính của bài báo cũng như đánh giá chất lượng chung của DM21.
Greene kết thúc với một dự đoán đầy khiêu khích: “Cuối cùng, khi các hệ thống AI tiếp tục mở rộng quy mô, chúng ta có thể đạt đến điểm không còn có các công cụ cần thiết để hiểu cách chúng hoạt động. Khi điều này xảy ra, chúng ta có thể thấy sự khác biệt giữa công nghệ của công ty và công nghệ đã vượt qua sự đánh giá ngang hàng bên ngoài.”
*****
Một mục tiêu của Trung tâm Khoa học Lượng tử của ORNL là giúp Cung cấp Máy tính Lượng tử Cấu trúc liên kết
Trung tâm Khoa học Lượng tử (QSC), có trụ sở chính tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, là một trong năm trung tâm được thành lập bởi Đạo luật Sáng kiến Lượng tử Quốc gia vào năm 2018 và do Bộ Năng lượng điều hành. John Russell của HPCWire đã đi sâu vào QSC; Bản tóm tắt tin tức lượng tử tóm tắt ở đây.
Mục tiêu của QSC là giúp cung cấp tôpô Tính toán lượng tử. Cách tiếp cận này phụ thuộc vào một hạt chưa được chứng minh, kinh giới, một trong những lớp người bí ẩn không phải abelian tuân theo số liệu thống kê phi abelian.
Cuộc đua cho điện toán lượng tử tôpô giống như một canh bạc. Có những người hoài nghi. Microsoft là nhà vô địch lớn nhất về phương pháp tiếp cận cấu trúc liên kết và là cộng tác viên thân thiết của QSC. Điều thú vị là, trong nỗ lực phát triển điện toán lượng tử tôpô, QSC đang tận dụng các hệ thống NISQ hiện có.
Tuy nhiên, có nhiều thứ hơn là việc theo đuổi các hạt phi abelian đang diễn ra tại QSC đang đào sâu vào khoa học vật liệu, phát triển thuật toán và cảm biến, mặc dù phần lớn những gì đang được thực hiện trong các lĩnh vực này là nhằm hỗ trợ sự phát triển của máy tính tôpô.
Có lẽ điều đáng chú ý là các trung tâm QIS dường như đang cố gắng xác định danh tính bên ngoài các phòng thí nghiệm nơi họ đặt trụ sở chính. Giám đốc mới được bổ nhiệm của QSC Travis Humble nói: “Bạn hoàn toàn đúng. Hiện tại, có rất nhiều sự quan tâm đến chủ đề này đến nỗi bất kỳ ai có tổ chức đều không được chuẩn bị sẵn sàng để có thể đảm nhận tất cả. Vì vậy, ví dụ, tại Oak Ridge, chúng tôi là người đứng đầu Trung tâm Khoa học Lượng tử, nhưng có tổng cộng 17 đối tác đang đóng góp cho nó, và thành thật mà nói, nếu chúng tôi loại bỏ bất kỳ ai trong số họ, chúng tôi sẽ kết thúc với một khoảng cách về khả năng của chúng tôi.”
*****
Mảng 2D gồm các qubit spin điện tử và hạt nhân mở ra biên giới mới trong khoa học lượng tử
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Purdue đã mở ra một biên giới mới trong khoa học và công nghệ lượng tử, cho phép các ứng dụng như quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân ở quy mô nguyên tử cũng như đọc và ghi thông tin lượng tử với spin hạt nhân trong vật liệu 2D.mAs được công bố hôm thứ Hai (15 tháng XNUMX) trên tạp chí Vật liệu tự nhiên, nhóm nghiên cứu đã sử dụng qubit spin điện tử làm cảm biến ở quy mô nguyên tử và cũng để thực hiện việc kiểm soát thử nghiệm đầu tiên đối với qubit spin hạt nhân trong boron nitrit lục giác siêu mỏng.
Tác giả tương ứng Tongcang Li, phó giáo sư vật lý và thiên văn học, kỹ thuật điện và máy tính của Purdue, đồng thời là thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: “Đây là công trình đầu tiên cho thấy sự khởi tạo quang học và điều khiển mạch lạc các spin hạt nhân trong vật liệu 2D”. Viện Khoa học và Kỹ thuật Lượng tử Purdue. “Bây giờ chúng ta có thể sử dụng ánh sáng để khởi tạo các spin hạt nhân và với sự điều khiển đó, chúng ta có thể viết và đọc thông tin lượng tử với các spin hạt nhân trong vật liệu 2D. Phương pháp này có thể có nhiều ứng dụng khác nhau trong bộ nhớ lượng tử, cảm biến lượng tử và mô phỏng lượng tử.”
Trong nghiên cứu này, Li và nhóm của ông đã thiết lập một bề mặt tiếp xúc giữa các photon và spin hạt nhân trong boron nitrit lục giác siêu mỏng. Các spin hạt nhân có thể được khởi tạo về mặt quang học – đặt thành một spin đã biết – thông qua các qubit spin electron xung quanh. Sau khi được khởi tạo, tần số vô tuyến có thể được sử dụng để thay đổi qubit spin hạt nhân, về cơ bản là “ghi” thông tin hoặc để đo lường những thay đổi trong qubit spin hạt nhân hay thông tin “đọc”. Phương pháp của họ khai thác ba hạt nhân nitơ cùng một lúc, với thời gian kết hợp lâu hơn 30 lần so với thời gian kết hợp của qubit electron ở nhiệt độ phòng. Và vật liệu 2D có thể được xếp lớp trực tiếp lên vật liệu khác, tạo ra cảm biến tích hợp.
