Tietojenkäsittely
Uusi metapinta luo skaalautuvan kvanttivalonlähteen
Securities.io noudattaa tiukkoja toimituksellisia standardeja ja voi saada korvausta tarkistetuista linkeistä. Emme ole rekisteröity sijoitusneuvoja, eikä tämä ole sijoitusneuvontaa. Katso lisätietoja tytäryhtiöiden ilmoittaminen.
Kvanttivalon ratkaiseminen
Kvanttilaskennalla on monia mahdollisuuksia, aina muuten mahdottomien laskemismenetelmien ratkaisemisesta ja jopa kaikkien olemassa olevien salausmuotojen murtamisesta energiankulutuksen kannalta erittäin tehokkaiden tietokoneiden luomiseen.
Jos kvanttitietokoneista tulisi tarpeeksi tehokkaita, ne voisivat mullistaa lääketieteen täysin laskemalla proteiinien 3D-konfiguraation välittömästi, materiaalitieteet, ilmastomallinnuksen tai jopa... tekoälyjen kouluttaminen.
Todennäköisimmin kvanttisirujen ja kvanttitietokoneiden välinen kommunikaatio tapahtuu valon alkeishiukkasen, fotonien, avulla.
Tarkemmin sanottuna kietoutuneet fotonit, joissa ne ovat vuorovaikutuksessa keskenään kvanttiefektien kautta, jopa silloin, kun ne ovat erillään. Varsinkin kun nyt on todistettu, että voimme käyttää normaaleja optisia kuituja kvanttidatan siirtämiseen ainakin kymmenien kilometrien päähän.
Kietoutuneiden fotonien tuottaminen on kuitenkin ollut valtava haaste, ja se haittaa kvanttitietokoneiden skaalaamista sellaiseen kokoon, luotettavuuteen ja kustannustasoon, jolla ne ovat hyödyllisiä.
Ratkaisuja kehitellään mm. yksittäisten fotonien tuottaminen epätäydellisestä fotonilähteestä epälineaarisen optiikan ja yksittäisten fotonien teleportaation avullaTehostaminen valonlähteiden hyötysuhde erbiumilla on toinen mahdollinen vaihtoehto.
Mutta viime kädessä monet näistä ratkaisuista saattavat olla liian monimutkaisia ongelman ratkaisemiseksi, minkä vuoksi äskettäin kehitetty metamateriaali voisi muuttaa kvanttitietokoneiden tulevaisuutta. Harvardin yliopiston tutkijat kehittivät tämän nanomittakaavan komponentin, joka pystyy siirtämään valolle skaalautuvaa, matalan dekoherenssin omaavaa kvanttitietoa, ja se julkaistiin arvostetussa Science-lehdessä.1 otsikon ”Metasurface-kvanttigraafit yleistetylle Hong-Ou-Mandel-interferenssille".
Kvanttivalolähteet
Jotta dataa voidaan siirtää kvanttitietokoneen alikomponenttien ja eri kvanttitietokoneiden välillä, kvanttidata on säilytettävä. Tämä saavutetaan yleensä luomalla lomittuneita hiukkasia, erityisesti fotoneja.
Nämä kietoutuneet hiukkaset toistavat toistensa tilan, jopa pitkien etäisyyksien päässä toisistaan.
Tähän mennessä kvanttilaskennan tutkijat ovat käyttäneet pääasiassa "perinteisiä" tapoja lomittuneisiin fotoneihin. Tämä tapahtuu joko johtamalla fotonit aaltojohteiden läpi pitkillä mikrosiruilla tai käyttämällä linsseistä, peileistä ja säteenjakajista rakennettuja kömpelöitä laitteita.
Ongelmana on, että nämä järjestelmät ovat liian suuria, monimutkaisia ja vaikeita tuottaa riittäviä määriä, jotta menetelmä skaalautuisi kvanttiverkon vaatimaan määrään.
Toinen ongelma on ”dekoherenssi”. Suurempi matemaattinen monimutkaisuus syntyy, kun fotonien ja siten kubitien määrä alkaa kasvaa.
Jokainen lisäfotoni tuo mukanaan monia uusia interferenssireittejä, jotka tavanomaisessa järjestelmässä vaatisivat nopeasti kasvavan määrän säteenjakajia ja lähtöportteja.
Kvanttimetaspinta
Metamateriaalit
Metamateriaalit muuttavat tietyn materiaalin rakennetta ja antavat sille erilaisia ominaisuuksia kuin sen pohjamateriaalien ominaisuudet, joista se on valmistettu.
Tämä saavutetaan useimmiten luomalla toistuvia kuvioita, joilla on tarkka muoto, geometria, koko, suunta jne. kaikki nanoskaalassa.
Säännöllisten mikrorakenteiden luominen hallitusti voi johtaa materiaalin parempaan suorituskykyyn verrattuna sen peruskomponenttiin. Tähän voivat vaikuttaa monet eri ominaisuudet, kuten sähkömagneettinen, akustinen, rakenteellinen lujuus, lämpöominaisuudet jne.
Lähde: tiede
Harvardin tutkijat ovat luoneet uudentyyppisiä metapintoja, litteitä laitteita, joihin on syövytetty nanomittakaavan valoa manipuloivia kuvioita.
"Olemme tuomassa markkinoille merkittävän teknologisen edun skaalautuvuusongelman ratkaisemisessa."
Nyt voimme pienentää koko optisen järjestelmän yhdeksi erittäin vakaaksi ja kestäväksi metapinnaksi."
Miten metapinta mahdollistaa skaalautuvan kvanttivalon
Monimutkaisissa kvanttilaskelmissa tarvittavien fotonien matemaattinen monimutkaisuus voidaan käsitellä graafiteorian avulla. Yksinkertaisesti selitettynä se käyttää pisteitä ja suoria yhteyksien ja suhteiden esittämiseen.
Lähde: tiede
Vaikka graafiteoriaa käytetään tietyntyyppisissä kvanttilaskennoissa ja kvanttivirheiden korjauksessa, sitä ei ole vielä käytetty metapintojen yhteydessä, etenkään niiden suunnittelussa ja toiminnassa.
Graafiteorian avulla tutkijat pystyivät visuaalisesti määrittämään, miten fotonit häiritsevät toisiaan, ja ennustamaan niiden vaikutuksia kokeissa.
Uusi fotonien lomittumislaite
Graafiteorian ja kaupallisten puolijohdevalmistustekniikoiden avulla tutkijat loivat "kompaktit moniporttiset interferometrit".
He käyttivät graafiteoriaa koodatakseen sekä fyysisen suunnittelun että sen tuottamat kvanttikorrelaatiot interferometrien nanorakenteeseen.
”Se tarjoaa myös uuden näkökulman metapintojen ymmärtämiseen, suunnitteluun ja soveltamiseen, erityisesti kvanttivalon tuottamiseen ja hallintaan. Graafilähestymistavalla metapintojen suunnittelusta ja optisesta kvanttitilasta tulee tavallaan saman kolikon kaksi puolta.”
Sitten he testasivat sen suorituskykyä käyttämällä suprajohtavia nanolankailmaisimia fotonien käyttäytymisen mittaamiseen.
On osoitettu, että tällä lähestymistavalla on monia etuja:
- Suunnittelu ei vaadi monimutkaisia kohdistuksia, mikä helpottaa valmistusta ja asennusta huomattavasti.
- Se on erittäin vastustuskykyinen häiriöille ja sillä on pienet optiset häviöt.
- Se on yksinkertainen valmistaa, mikä tekee siitä skaalautuvamman ja kustannustehokkaamman.
Tämä työ keskittyi pääasiassa kvanttilaskennan mahdollisiin sovelluksiin.
Se voisi kuitenkin olla hyödyllinen myös kvanttiantureissa tai tarjota "lab-on-a-chip" -ominaisuuksia perustutkimukseen.
”Olen innoissani tästä lähestymistavasta, koska se voisi skaalata optisia kvanttitietokoneita ja -verkkoja tehokkaasti – mikä on pitkään ollut niiden suurin haaste verrattuna muihin alustoihin, kuten suprajohteisiin tai atomeihin.”
Kvanttilaskentaan investoiminen
Honeywell / Quantinuum
(HON )
Quantinuum on tulos Honeywell Quantum Solutionsin ja Cambridge Quantumin yhdistämisestä.
Honeywell on edelleen yhtiön enemmistöosakas (todennäköisesti 52 prosentin omistusosuudella) varainkeruukierroksen jälkeen sen arvoksi 5 miljardia dollariaPerustaja Ilyas Khanin kerrotaan omistavan noin 20 % yhtiöstä. Muita osakkeenomistajia ovat JSR Corporation, Mitsui, Amgen, IBM ja JP Morgan.
Quantinuumin mahdollinen listautuminen tulevaisuudessa, mahdollisesti osana suurempaa yritysjärjestelyä, sen arvoksi arvioidaan jopa 20 miljardia dollaria ja saattaa tapahtua vuosien 2026 ja 2027 välillä.
Kvanttilaskenta ei ole Honeywellin liiketoiminnan keskeinen osa; se keskittyy enemmän ilmailu- ja avaruusteollisuuden, automaation sekä erikoiskemikaalien ja -materiaalien tuotteisiin.
Kukin näistä alueista voisi kuitenkin hyötyä kvanttilaskennasta, erityisesti laskennallinen kemia ja kvanttitietoturva, mikä voi antaa Honeywellille etulyöntiaseman kilpailijoihinsa nähden.
Yrityksen päämalli on tällä hetkellä H2, loukkuun jääneillä ioneilla varustettu 56-kubittinen siru, jonka kahden kubitin porttitarkkuus on 99.895 %.
Seuraavat kolme sukupolvea, jotka nousevat yli 3 kubittiin, ovat jo suunnitteilla, ja seuraavat julkaisut on määrä julkaista vuosina 1000, 2025 ja 2027.
Lähde: Kvanttiuumi
Uusin versio, nimeltään Apollo, olisi läpimurto, joka mahdollistaisi lukemattomien kaupallisten sovellusten tekemisen kvanttilaskennan avulla.
| Sukupolvi | Julkaisuvuosi | Kubittimäärä | Avainominaisuudet |
|---|---|---|---|
| H1 | 2021 | 12-20 | Alkuperäinen loukkuun jääneiden ionien testialusta |
| H2 | 2024 | 56 | Korkea tarkkuus; täydellinen yhteys |
| H3 | 2025 | 100+ | Integroitu fotoniikka käytössä |
| Apollo | 2029 | 1000+ | Täysin vikasietoinen kvanttijärjestelmä |
Yhteenvetona voidaan todeta, että laitteistovalmiuden ja kvanttimekaanisen sädehoidon yhdistelmän ansiosta meillä on vuosikymmenen loppuun mennessä näköyhteys Apolloon, täysin vikasietoiseen kvanttiedulliseen koneeseen. Tämä on kaupallinen käännekohta: se aloittaa tieteellisten löytöjen aikakauden fysiikassa, materiaaleissa, kemiassa ja muissa aloissa.
Yritys on pyrkinyt korkealaatuiseen laskentaan, jossa on hyvin vähän virheitä, sen sijaan, että olisi lisätty mahdollisimman monta vikaantumisaltista kubittia, luoden niin sanotun "vikasietoisen kvanttilaskennan".
Yritys on nimennyt tämän lähestymistavan "Paremmilla kubiteilla, paremmilla tuloksilla", ja vastaavalla määrällä kubitteja saadaan 100–1,000 XNUMX kertaa luotettavampia tuloksia.
Lähde: Kvanttiuumi
Tämä voisi merkittävästi vaikuttaa kipeästi kaivattavaan kvanttiresistenttiin kryptografiaan, puolustusyhtiö Thalesin (HO.PA -0.96 %) tekee jo yhteistyötä Quantinuumin kanssa sekä kansainväliset pankit HSBC ja JP Morgan.
Quantinuum tarjoaa myös patentoitua kvanttilaskennallista kemiaa InQuanto, jota voidaan käyttää lääkkeissä, materiaalitieteissä, kemikaaleissa, energiassa ja ilmailusovelluksissa.
Kuten monet muutkin kvanttilaskentayritykset, Quantinuum tarjoaa Helios-nimisen laitteiston palveluna, jonka avulla käyttäjät voivat hyötyä kvanttilaskennasta ilman, että heidän tarvitsee itse käsitellä järjestelmän monimutkaisuutta.
Quantinuum allekirjoitti marraskuussa 2024 kumppanuussopimuksen saksalaisen Infineonin kanssa, Euroopan suurin puolijohteiden valmistaja. Infineon tuo integroidun fotoniikka- ja ohjauselektroniikkateknologiansa auttamaan seuraavan sukupolven loukkuun jäävien kvanttitietokoneiden luomisessa.
Integroidun fotoniikan lähestyessä käytännön sovelluskohteita on nyt selvää, kuinka tärkeä tämä kumppanuus voi olla Quantinuumin tulevaisuudelle. Tässä vaiheessa näyttää siltä, että yrityksen seuraava askel on julkaista maailman ensimmäinen tekoälyyn keskittyvä fotoniikka-kvanttisiru.
Lähikuukausina Quantinuum jakaa tuloksia meneillään olevista yhteistyöprojekteistaan ja esittelee kvanttipohjaisten kehitysten uraauurtavaa potentiaalia generatiivisessa tekoälyssä.
Innovatiivinen Gen QAI -ominaisuus parantaa ja nopeuttaa metallisten orgaanisten kehysten käyttöä lääkkeiden annostelussa, mikä avaa tien tehokkaammille ja yksilöllisemmille hoitovaihtoehdoille. Yksityiskohdat paljastetaan Heliosin lanseerauksen yhteydessä.
Tässä julkaisussa julkaistu ilmoitus on osa uutisketjua, joka liittyy Quantinuumissa tehdyn tekoälyn ja kvanttilaskennan yhteyden nopeaan edistymiseen.
Käynnissä olevat käyttötapaukset voisivat merkittävästi nostaa yrityksen tulevaa arvoa ja siten Honeywellin omistusta siinä sekä sijoittajien potentiaalista voittoa.
Honeywellin (HON) viimeisimmät osakeuutiset ja -kehitys
Viitattu tutkimus
1. Kerolos MA Yousef, Marco D'Alessandro, Matthew Yeh, Neil Sinclair, Marko Loncar ja Federico Capasso. Metasurface-kvanttigraafit yleistetylle Hong-Ou-Mandel-interferenssille. Tiede. 24. heinäkuuta 2025. Nide 389, numero 6758, s. 416-422. DOI: 10.1126/science.adw8404
