2022年8月26日-28日   北京大兴经济开发区

以色列首台量子计算机面世

发布时间:2022-03-31点击次数:

当今世界正经历百年未有之大变局,科技创新是其中一个关键变量。我们要于危机中育先机、于变局中开新局,必须向科技创新要答案。要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋。启科量子深度聚焦量子信息领域,精选一周最值得关注的行业资讯,提供最新行业观察。


以色列首台量子计算机面世,拥有5个离子阱量子比特


近日,以色列自主建造的首台量子计算机面世,由魏茨曼科学研究所开发。2月中旬,以色列创新署(IIA)和国防部宣布,将投资约6220万美元开发本国第一台量子计算机,用于学术界、高科技产业和安全机构的研发工作。以色列希望借此奠定量子技术基础,构建独立自主的量子计算能力。


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前述宣布仅一个多月后,魏茨曼科学研究所Roee Ozeri教授就带领团队,成功建造了以色列首台量子计算机。这是一台包含5个量子比特的离子阱量子计算机,大致相当于IBM公司最初提供量子计算云服务时的研发水平。相关成果发表于美国物理学会期刊PRX Quantum上。


荷兰量子应用实验室正式启动


荷兰量子应用实验室(QAL)是一个新成立的公私研发合作伙伴关系,在一个领先的平台上提供一支由科学家、研究人员、工程师、应用程序开发人员以及软件和硬件专家组成的独特团队,以探索量子计算的优势并将其推向市场。


QAL最初将专注于优化,模拟和机器学习应用程序。因此,它与量子Delta NL基金会(QDNL)的路线图完全一致。荷兰政府正在对量子计算进行大量投资,以增加创新和发展的规模,欧洲和世界其他地方的其他政府也是如此。


IonQ加入Azure Quantum


离子阱量子计算领域的领导者IonQ宣布与微软签署协议,将IonQ Aria引入Azure Quantum平台。此次合作将把IonQ最新的量子系统IonQ Aria添加到云平台中,该云平台已经采用了IonQ的上一代系统。通过这种伙伴关系,任何有互联网连接的人都将能够利用IonQ Aria的能力,进一步推进量子计算的民主化。


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IonQ总裁兼首席执行官Peter Chapman说:“很高兴通过微软Azure和我们的扩展测试计划将IonQ Aria的领先能力带给更多的客户。我们相信量子计算的未来依赖于让尽可能多的人掌握当今系统的能力,建立我们与微软的现有合作伙伴关系是这条道路上的重要一步。”


本季度早些时候,IonQ 宣布与现代汽车合作设计量子算法来模拟电动汽车中的电池化学。IonQ 此前宣布与 GE Research 合作解决风险缓解问题 ,并与 Goldman Sachs 合作开展针对定价期权等金融应用的蒙特卡洛模拟 。


商业动态

Sandbox从谷歌母公司Alphabet拆分 已完成上亿美元融资


谷歌母公司Alphabet旗下量子技术部门Sandbox正式宣布,将从Alphabet剥离出来,成立一家独立公司。


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Sandbox专注于量子计算软件的开发和实验性量子项目,由谷歌联合创始人Sergey Brin创立,由Jack Hidary领导。分拆之后,公司CEO一职由Hidary继续担任,前谷歌首席执行官Eric Schmidt将出任董事会主席。


与此同时,与独立消息一起公布的,还有Sandbox完成上亿美元融资的消息。本轮投资者包括Schmidt本人,以及Breyer Capital、TIME Ventures和T. Rowe Price等。


Xanadu与英伟达合作加速量子计算研究和开发


Xanadu正在与英伟达合作,为使用Xanadu开源软件框架PennyLane的量子计算研究人员、开发人员提供原生GPU支持和高性能计算能力。


PennyLane将经典机器学习库与量子硬件和模拟器无缝集成,使用户能够以与神经网络相同的方式训练量子计算机;英伟达cuQuantum是一个软件开发工具包,由优化的库和工具组成,旨在加速量子计算工作流程。


量子计算社区现在可以通过PennyLane利用cuQuantum:合作为PennyLane用户提供了HPC级性能,使他们能够以简单、有效和快速的方式解决云平台和超级计算机上的各种问题。


英伟达宣布推出更多用于量子计算开发的工具


英伟达在GTC 2022大会上宣布,用于加速量子计算的软件开发工具包(SDK)——英伟达cuQuantum现已全面发布。


cuQuantum使用张量网络和状态向量库运行复杂的量子电路模拟。研究人员已经在使用这些产品来应对现实世界的挑战。例如,量子软件公司QC Ware正在美国劳伦斯伯克利国家实验室的Perlmutter超级计算机上使用cuQuantum运行量子化学和量子机器学习算法。


研发动态

单光子源为实际的量子加密奠定了基础


澳大利亚悉尼科技大学、新南威尔士大学、麦考瑞大学研究人员开发了一种新的高纯度单光子源,可以在室温下运行。新的单光子源独特地将一种称为六方氮化硼的二维材料与一种称为半球形固体浸没透镜的光学组件相结合,这将光源的效率提高了六倍,即在室温下每秒钟可以生成超过1000万个单光子。该源是量子技术走向实际应用的重要一步,如基于量子密钥分发(QKD)的高度安全通信。


用于量子安全加密的小型廉价解决方案


圣路易斯华盛顿大学实验室提出了一种安全系统,该系统不仅可以抵抗量子攻击,而且价格便宜、方便扩展,并且设备需求简单。这项研究将发表在IEEE Transactions of Information Forensics Science中。


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用于对称密钥分发的新协议——SPoTKD,不需要激光或卫星或数公里的新电缆。依赖于嵌入更小的时钟的微小芯片:这些时钟实际上是电子,无需电池即可运行。电子传输的量子性质增加了一些额外的安全层,如果测量它们,时钟就会坍缩,它将永远消失,间谍和收件人都无法访问这些信息。


研究实现量子电路的噪声自适应搜索


麻省理工学院团队开发了QuantumNAS(噪声自适应搜索)框架,以减轻困扰量子机器的噪声。借助QuantumNAS,研究人员寻求降低整体搜索和训练成本,同时确定包含理想参数数量和适当架构的量子电路,以最大限度地提高精度并降低噪声。


为了鼓励在这一领域开展更多工作,研究人员创建了名为TorchQuantum的开源库,其中包含有关他们的项目、教程和可供其他研究小组使用的工具的信息。这项工作得到了美国国家科学基金会、麻省理工学院、IBM Watson AI实验室、高通创新奖学金和美国能源部的支持。


量子比特存储的新世界纪录:20 毫秒


在欧洲量子旗舰计划的框架内,Mikael Afzelius 的团队通过将量子比特存储 20 毫秒,成功地提高了这一持续时间。


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“这是基于固态系统的量子存储器的世界纪录,在这种情况下是晶体。我们甚至设法达到了 100 毫秒的标记,但保真度略有下降”,研究人员兴奋地说道。与他们之前的工作一样,UNIGE 的科学家们使用掺杂了某些称为“稀土”(在本例中为铕)的金属的晶体,能够吸收光然后重新发射。这些晶体保持在 -273,15°C(绝对零),因为超过该温度 10°C,晶体的热搅动会破坏原子的纠缠。


量子技术有望将充电速度提高200倍


韩国基础科学研究所(IBS)的研究人员提出了一种量子充电技术,可将电动汽车的充电速度提高200倍,充电将与加油一样简单。


发表在《物理评论快报》杂志的论文表明,all-to-all coupling 在量子电池中是无关紧要的,global operation 的存在是量子优势的唯一因素。


该小组进一步查明了这种优势的确切来源,同时排除了任何其他可能性,甚至提供了一种设计这种电池的明确方法。


此外,该小组精确量化了在该方案中可以实现多快的充电速度。虽然最大充电速度随着经典电池的电池数量线性增加,但研究表明,采用 global operation 的量子电池可以实现充电速度的指数增加。


在金刚石中观察到一种奇怪的单极子


麻省理工学院Paola Cappellaro团队描述了Palumbo-Goldman模型的实验实现,以及相关张量单极子的观察和表征。


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Palumbo-Goldman在2018年发表在《物理评论快报》上的核心结论是,张量单极子可以通过操纵一个简单的量子系统(例如由激光耦合的三能级原子)来人为地创建。在最新的实验中,研究小组操纵了一个由金刚石缺陷(氮-空位中心或NV中心)实现的人造原子:使用这种高度可控的量子装置,实验人员准备了合成单极子,测量了发散的Kalb-Ramond场,并确定了单极子的量子化电荷(由拓扑设置的整数)。


来源:智能改变世界