ObsahO editoruRealizace pcAdvancing High-Performance ComputingQuantum Programs ve společnosti IARPANIST je lídrem ve výzkumu QIAmerican Leadership in Quantum TechnologyPříloha A: Quantum Algorithm Zoo-Math
nist gov
ekonomické hybatele pro 21. století, které se přirozeně nevyvinou ze současné komerceOSTP hodlá v nadcházejících měsících zapojit akademickou sféru, průmysl a vládu k diskusím v obou oblastech, vyměňovat si názory na klíčové potřeby a příležitosti a zvažovat, jak si udržet živou sílu a robustní národní ekosystémy pro výzkum a vývoj QI a pro vysoce výkonné počítače Tyto rozhovory nabídnou příležitost diskutovat o hranicích mezi institucemi, vzděláváním a odbornou přípravou pracovních sil a technologií a předávání znalostí. Technologická politika
william T (Tim) Polk je zástupcem ředitele pro kybernetickou bezpečnost Úřadu pro vědu a technologii v Bílém doměErin Szulman je poradcem pro politiku náčelníka štábu Úřadu pro vědu a technologie v Bílém domě Zdrojhttps://obamawhitehousegov/blog/2016/ 07/26/realizovat-potenciál-kvantové-informační-vědecké-a-vysoce-výkonné
Kvantová komunikaceKvantová informační a techna 20. století: kvantová mechanika na jedné straně a počítačově založená informační věda Jednou ze zásadně důležitých oblastí výzkumu zapojených do kvantové informační vědy je kvantová komunikace, která se zabývá výměnou informací zakódovaných v kvantových stavech hmotné nebo kvantové bity (známé jako qubity) mezi oběma blízkými a V červenci 2016 Národní rada pro vědu a technologii výkonného úřadu prezidenta ve zprávě nazvané „Pokrok v kvantové informační vědě: Národní výzvy a popsaná kvantová informační věda (QIS) is“ základní věda s aktuálně předpokládanými aplikacemi (které) zahrnují snímání a metrologii, simulaci komunikace a vysoce výkonné výpočty“ Zpráva také konkrétně poukázala na to, že kvantová komunikace, schopnost přenášet informace zakódované v kvantových stavech světla nebo hmoty, je v současnosti aktivní oblastí. Zpráva také uvádí, že „z dlouhodobého hlediska budou kvantové sítě propojovat distribuované kvantové senzory, aby umožnily přenos kvantových informací na velkou vzdálenost“
Dále bylo uvedeno, že řešení „by mohla získat trvalou pozornost a podporu, by se mohla objevit během 5 až 10 let iniciativy projektu Ouantum Communication in itl provádí základní výzkum tvorby, přenosu, rozhraní, ukládání, zpracování a měření optických qubitů – kvantových stavů fotony Zvláštní pozornost je věnována aplikaci tohoto výzkumu na budoucí kvantové informační technologie. Mezi naše úspěchy patří vysokorychlostní systémy kvantové distribuce klíčů (QKD) pro bezpečné komunikační šířky jednotlivých fotografií pro technologie konverze frekvence jednoho fotonu na rozhraní stacionárních qubitů ve viditelném pásmu s létajícími qubity v telekomunikačních pásmech. jednofotonové detektory a ultravysokocitlivé spektrometry pro teleecomNáš současný výzkumný program je zaměřen na vývoj a implementaci kvantových opakovačů a kvantový opakovač umožňuje výměnu kvantové informace mezi dvěma vzdálenými kvantovými systémy Quantum repeabe se používá k rozšíření provozních distanomunikací a také k budoucím kvantovým sítím Naše probíhající výzkum si klade za cíl vyvinout, implementovat a charakterizovat základní stavební bloky pro kvantové opakovače, včetně zdrojů s jedním fotonovým párem, kvantových pamětí a kvantových rozhraní, které mohou být praktické a škálovatelné, když jsou integrovány do intonačního systému.
Interní SPDC fotonové páry Spolupráce1535/1570nmnmnterface/BandwidthFreq conversion“NNarrowinterface/1310FWM fotonKvantová paměť/frekvenční konverzeCesiové atomové páry v blízkosti 895 nm895nmNm měření stavu zvonku895nmBandwiretwidtport 895 mmRozhraní/711nm Frekvenční konverze Externí Spolupráce Na základě kvantity Diamantové zdroje pásma šířky fotonů Konverze rozhraní/Freg Kvantová šířka pásma Zdroje úložiště nrozhraní inženýrské měření Obrázek ukazuje plán našeho projektu Souhrnně provádíme výzkum a vývoj (výzkum a vývoj) v oblasti kvantových opakovačů a podpůrných technologií měření Naše překlenutí propasti mezi základním kvantovým výzkumem a praktickými aplikacemi v průmyslu a komercializací Náš výzkum a vývoj je zaměřen na podporu inovací v USA, průmyslové konkurenceschopnosti a posílení bezpečnosti národů
Pro více informací kontaktujte vedoucího projektu Dr Xiao Tang Pro více informací o programu ItlQuantum Information vyberte odkaz 'ITL Quantum Information Programournal papersO Slattery, L Ma, P Kuo a Xidth zdroj značně nedegenerovaných fotonových párů pro kvantové opakovače z krátká jednotlivě rezonanční dutinaApplied Physics B,121, 413419(2015)g-Su Kim, Oliver Slattery, Paulina s KIith spojité vlnové multimódové koherentní světlo, Optics Express, Vol 22, Issue 33611-3620(2014
O Slattery, L Ma, P Kuo, Y Kim a X Tang, "Frekvenčně korelovaná bifotorspektroskopie pomocí laditelného upkonverzního detektoru, Laser Phys Lett 10 075201(2013)4 Yong-Su Kim, Oliver Slattery, Paulina s Kuo a Xiao Tang, " Podmínky pro dvouhotonovou interferenci s koherentními pulzy, Fyzický přehled A 87, 063843(2013)5 Paulina s Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Yong-Su Kim, M M Fejer a XiTang, " Snížení šumu v singlu -fotonová frekvenční konverze, "Optics Letters Vol386 Paulina sKuo, Oliver Slattery, Yong-Su Kim, Jason S Pelc, Martin M Fejer a XiaoTang, "Spektrální odezva detektoru a spektrometru se zvýšenou konverzí, Optics Express,Vol21, Issue19,pp22523( 20137 L Ma, O Slattery a X Tang, "Konverze frekvence jednoho fotonu a jeho aplikace, Physics Reports, Vol 521(2)69-94, (2012)8 J Pelc, P Kuo, O Slattery, L Ma, X Tang , "Dvoukanálový detektor při 13 mikronech", Optics Express, Vol 20(17), 19075(2012)ps, C Langrock, Q Zhang, O Slattery, X Tang, M Fejer, "Long550 nm: výkon a Optics Express, Vol19( 22,21445-2145620l1)10 M Rakher, L Ma, O Slattery, X Tang a K
Srinivasan, ""Simultánní přenos vlnové délky a modulace amplitudy jednotlivých fotonů z kvantové tečky, Physicaleview Letter, Vol 107, 083602 (2011) L Ma, M Rakher, M Stevens, O Slattery, K Srinivasan a X Tang, Temportons po freOptics Express, ve2 L Ma, J Bienfang, O Slattery a X Tang, " Jednofotonový detektor s konverzí s více vlnovými délkami, "Optics Express, Vol 19(6), 5470-54793 M Rakher, L Ma (spoluprvní autor), O Slattery, X Tang a Ktransdukce jednoho fotonů v telekomunikačním pásmu, kvantová tečka pomocí frekvenční konverze, Nature Photonics, Vol 4, 786-doi:101038/ photon2010221 (20L Ma o slattery a X Tang "Úroveň jednoho fotonu spektrální frekvence up-CeLaser ph15 L Yan, L Ma a X Tang, ""Bragg-Grating Enhanced Narrow-Band Spontaneous Parametric Down Conversion, Optics Express, Vol 18(6), 2556-2559(2010)L Ma, O Slattery a x Tang , Detekce a spektrální jednoduchá fotonsinová komunikační pásma využívající technologii up-conversion, " Laser Physics, Vol7 L Ma, O Slattery, T Chang a x Tang, " Nedegenerovaný sekvenční časově biperiodicky polovaný vlnovod KTp, Optics Express, Vol17(18), 15799-15807(2009)L Ma, O Slattery a X Tang,"Experimentální studie vysoce citlivého infračerveného spektrometru s vlnovodem na bázi up-conversion detektoru, Optics Ex7(16),14395-14404(2009)
L Ma, A Mink and X Tang, Vysokorychlostní kvantová distribuce klíčů přes systém optických vláken, Journal of research of the National Institute of Standards and Technology, VolI14(3),149-177,(2009)20 L Ma, S Nam, H Xu, B Baek, T Chang, O Slattery, A Mink a X Tang, systém QKD s diferenciálním fázovým posunem 1310 nm využívající supravodivé jednofotonové detektory, NewJournal of Physics, Vol 11, 054020,(2009)21 A Mink, J Bienfang , R Carpenter, L Ma, B Hershman, A Restelli a X tang Programmable Instrumentation GHz signalizace pro kvantové komunikační systémy fyziky, V054016, (2009)2 L Ma, T Chang, A Mink, O Slattery, B Hershman a X Tang"ExperimetDemonstrace a Detection-time-bin-shift Polarization Encoding Quantum KeyDistribution System", IEEE Communications Letters, Vol 12(6), 459-461(2008)23 L Ma, A Mink, H Xu, O Slattery and X Tang, " Experimental DemonstrationQuantum Key distribEE Communication Letters, Vol ll(12),10124 H Xu, L Ma, A Mink, B Hershman and X
tang, 13 10nm kvantová distribuce klíče při 1550 nm, Optics Expol15(12)247~7260(2007Boisvert, C Clark a C Williams, "Experimentální studie vysokorychlostního polarizačního kódování kvantové distribuce klíčů s rychlostmi prosévaného klíče přes Mbit/s", Optics Express, v14(6),2062-2070(2006)Conference pL Ma, O Slattery, P Kuo and x Tang, EIT Quantum Memory with Cs Atomic Vaporor Quantum Communication", Proc of sPIe vol 9615 96150D- I SPIE QuantumCommunications and Quantum Imaging, (2015)2 O Slattery, L Ma, P Kuo a X Tang, "Porovnání šířek linek z Single-PassSPDC a Singly-Resonant Cavity SPDC Proc of SPIE, Vol 9615, 9615Quantum Communications, SPIE a Quantum Imaging (2015) Paulina s Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Lijun Ma a Xiao Tang, "Domainengineered pplntangled photon generation and other quantum infapplications", "Proc SPIE,9136, 913403, (2014)4 A Mink, and A Nakassis, "LDPC Error Correction for Gbit/s QKD", Proc SPIE, V04-1 až 912304-13, SPIE Defense Security senO Slattery, L Ma, P Kuo, Y Kim a X Tang" Laditelný foingle foingle detektor s vyšší konverzí a bi-fotonové infračervené spektroskopické aplikace, Proc SPIE, Vol 872687260Y-87260Y-9, SPIE Defense, Security, and Sensing (2013)6 Paulina S Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Yong-Su Kim a Xiao Tang, generace Entangledphoton ve fázově modulovaném kvazifázovém přizpůsobeném krystalu, Proc of SPIEVol 8875 887508-1, SPIE Optics and Photonics (2013)
7 Paulina S Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Yong-Su Kim, M M Fejer a Xiaopaper JTh2A 86, CLEO 2013 (201-fotonová frekvenční konverze), OSA Technical Digesang, Efficient, lo8 Paulina s Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Yong-Su Kim a Xiao Tang, "Zapletení do fázově modulovaného, kvazifázového shodného krystalu, "P1SPIEVol 8875 887508-1 SPIE Optics and Photonics(2013)9 O Slattery, P Kuo, Y Kim , L Ma and X Tang, "Zúžený pásmový zdroj SPDC korelovaný foto pomocí Volume Bragg Grating, IX, Proceedings of SPIE 8518, 85180Y10, SPIE Quantum Communications and Quantum Imaging (2012) P S Kuo, JS Pelc, O Slattery, a M M Fej Tang, "Dvoukanálový, jednofotonupkonverzní detektor blízko 1300 nm, Proceedings of SPIE 8518, 8518001-12(2012) P S Kuo, JSPelc, O Slattery, L Ma, M M Fejer a X Tang, "Dvoukanálový dat 1300 nm Prezentováno v nelineárním photorDigest, papíru NM3C6 Optical Society of America (2012) 12 L Ma, J Bienfang, O Slattery a X Tang, "Frequency up-conversion single-photoldetectors for quantum communication systems", Proc SPIE, Vol 8033, 803306803306 , SPIE Advanced Photon Counting Techniques V, (2011)13
L Ma, O Slattery a X Tang, "Studie redukce šumu při up-conversion single81508-1~781508-8, SPIE QuantunCommunications and Quantum Imaging Vlll, (20104 L Yan, L Ma, and X Tang, " Narrow -Pásové fotonové páry generované z SpontaneousVIll, (20L Ma, O Slattery a X Tang, ultracitlivý NIr-spektrometr založený na detektoru konverze frekvence, "Proc SPIE, Vol 7680, 76800P-1--76800P-10, SPIE NeGeneration Spectroscopic Technologies Ill (2010)16 0 Slattery, L Ma a X Tang, "Generování korelovaných fotonových párů pomocí single dualement PPKTP vlnovodu při opakovací frekvenci přes GHz, Proc SPIE, Vol 74674650K-1-74650K-7, SPIE Quantum Communications and Quantum Imaging VIl,17 L Ma, O Slattery, A Mink a X Tang, "Jednotný fotodetektor s nízkou šumovou konverzí a jeho aplikace v kvantových informačních systémech", Proc SPIE, Vol 74654650W-1-74650W-13, SPIE Quantum Communications and Quantum Imaging VIlB Baek, L Ma, A Mink, X Tang a s Nam, " Výkon detektorudistanevire jednofotonové detektoryProc SPIE, Vol 7320 73200D-1-73200D-8, SPIE Obrana, bezpečnost a snímání 0909)X Tang, L Ma, A Mink , T Chang, H Xu, O Slattery, A Nakassis, B Hershman, DBoisvert, vysokorychlostní systém distribuce kvantových klíčů pro sítě optických vláken v oblastech kampusu a metra", Proc SPIE, VoL 7092, 709201-1-709201-15, SPIEQuantum Communications and Quantum Imaging VI, (2008) 20 L Ma, T Chang, A Mink, O Slattery, B Hershman a X tSchémata detekce-čas-binshift pro polarizační kódování kvantového distribučního systému klíčů, (zván
papír), Proc SPIE, Vol 7092, 709206-1-709206-10, SPIE Quantum Cd Quantum Imaging VI, (200821 H Xu, L Ma, X Tang, " Nízkošumový jednofotonový detektor na bázi PPLN, Proc SPIE6780 , 67800U-1, SPIE Optics East 07, (2007)22J C Bienfang, A Restelli, D Rogers, A Mink, B j Hershman, T Nakassis, X Tang, LMaH XUdH sClark, CJ williams, " Kvantový klíč s vysokou rychlostí opakování " PrOc SPIE, 678067800CD Rogers, J Bienfang, A Mink, B Hershman, A Nakassis, X Tang, L Ma, D Su, CWilliams a C Clark, ""Vysokorychlostní techniky počítání fotonů pro širokopásmovou distribuci kvantových klíčů, Proc SPIE, Vol 6372, 637211 SPIE Optics East 06, (2006H Xu, X Tang, obnova polarizace a automatická kompenzace v kvantové klíčové síti", SPIE Quantum Communications and Quantum Imaging IV, ProcSPE6305,630513-1~630503-6,(5203-6) L Ma A Mink A Nakassis, H Xu, B, Hershman, J, Bienfang, D, Su Rlark a C williams, "Demonstrace aktivní distribuční sítě kvantových klíčů Proc SPIE 6305 630506-1-630506-6 SPIE Quantum Communications andIV,( 2006) 26 D Rogers, J Bienfang, A Mink, B Hershman, A Nakassis, X Tang, L Ma, D
Su, Cilliams a C Clark, "Kvantová kryptografie volného prostoru v H-alfa Fraunhoferdow Proc SPIE 6304 630417-1-630417-10 SPIE Optics and Photonics (2006)27 X Tang, L Ma, A Mink, A Nakassis, H Xu, B Hershman, J Bienfang, D Suoisvert, C Clark a C Williams, systém Quantum Key Distribution provozující zvýšenou klíčovou rychlost přes 4 Mbit/s Proc SPIE 6244OP-1- 62440P-8 SPIE Defense andSecurity 06, ( 2006)28 A Mink, X Tang, L Ma, A Nakassis, B Hershman, J Bienfang D Su, R F BoisvertC Clark a C williams, „Vysokorychlostní systém distribuce kvantových klíčů podporuje jednorázové šifrování videa v reálném čase“, Proc SPIE 6244, 62440M-1-6244OM7, SPIE Defense and Security 06,(2006)29 X Tang, L Ma, A Mink, A Nakassis, B, Hershman, J, Bienfang, R, Boisvert, C Clarkd C Williams, High Speed Fiber-Based Quantum Key distributionPolarizationEncoding, "Proc SPIE Vol 5893: 1A-1-1A-9 SPIE Quantum Communications and Book ChaptersL Ma, O Slattery a X Tang, "Detekce jednoho fotonu pomocí měření frekvenční konverze a fyziky vysokých energií, InTech, ISBN 978-953-307-277-7,(2011)2 A Mink, L Ma, B Hershman a X Tang, "Aplikace kvantových sítí pro zabezpečení video dohledu", Kapitola 6 v Video Surveillance In -Tech, ISBN : 978-9307-436-8,(2011)3 L Ma, O Slattery a X Tang"NIR Jednofotonové detektory s technologií up-konverze a její aplikace v kvantových komsystémech" Kapitola I5 Vývoj laserů a elektro optiky, N Costa a A Cartaxo vyd. In-Tech, ISBN: 978
O editoroviMichael Erbschloe pracoval více než 30 let na analýze ekonomiky informačních technologií, veřejné politiky týkající se technologií a využívání organizačních procesů technologického přepracování Je autorem několika knih o sociálních a manažerských otázkách informačních technologií, které vydal Mc Graw Hill andublishers Vyučoval také na několika univerzitách a vytvořil učební osnovy související s technologiemi
Jeho kariéra se zaměřila na několik vzájemně souvisejících oblastí Technologie
strategie, analýza a prognózaVýuka a rozvoj učebních osnovPsaní knih a článkůPsaní a editace Analýza veřejné politiky a hodnocení programů Válka sociálních médií (crc Preoty Research Programs of the Threat Level Red: CyberUS Govrfare: Equal Weapons for All(auerbach Publications)Walting Out the Insiders: Controling Access to Zlepšit organizační zabezpečení (Publikace Auerbach) Fyzické zabezpečení pro IT(Elsevier ScienceTSpyware(Butterworth-HeImplementing Homeland Security v podnikovém IT Digital Press Guide to Disaster Recovery(kurz Společensky odpovědná správa IT(Digital Press)Informatika: Jak na kybernetické útoky(Mc Graw hillExs Guide to Privacy ma) (Mc Graw Hill)et Privacy: Guide to Developing Implementing the e-business Privacy Plan(McGraw Hill)nÚvodKvantové výpočty jsou založeny na kvantových bitech nebo qubitech Na rozdíl od tradičních počítačů, ve kterých bity musí mít hodnotu nula nebo jedna, qubit může reprezentovat nulu, jedničku nebo obojí současně Reprezentace informace v qubitech umožňuje zpracování informací způsoby, které nemají ekvivalent v klasickém počítání, a využívají se výhodných jevů, jako je teoretická možnost vyřešit určité problémy za několik dní, což by trvalo miliony let na klasickém počítači Kvantové počítače – možná technologie budoucnosti, která by způsobila revoluci ve výpočetní technice využitím bizarních vlastností kvantových bitů neboli qubitů Qubity jsou kvantovým analogem klasických počítačových bitů0“ a „1 Technické materiály, které mohou fungovat jako qubity, jsou technicky náročné
Vědci z Chicagské univerzity a Argonne National Laboratory pomocí superpočítačů předpověděli možné nové qubity postavené z napjatého nitridu hliníku Kromě toho vědci ukázali, že některé nově vyvinuté qubity v počítačích s karbidem křemíku loQuantum by mohly prolomit běžné kryptografické techniky, prohledávat obrovské soubory dat a simulovat kvantové systémy za zlomek času, který by dnešním počítačům zabraly, ale nejprve je potřeba využít obtížné metody, které by mohly snížit jednu z významných překážek při škálování kvantových počítačů z malých prototypů na technologie ve větším měřítku Jedna z předních metod vytváření qubitů zahrnuje využití specifických strukturálních atomových defektů v diamantech Používání diamantů je jak technicky náročné, tak drahé Nyní výzkumníci z University of Chicago a Argonne National Laboratory navrhli analogický defekt v nitridu hliníku, který by mohl snížit obtížnost výroby materiálů pro kvantové výpočetní aplikace. Center a ArgonneNational Laboratory, v tomto pořadí, výzkumníci zjistili, že aplikací napětí na altnitrid mohou vytvořit strukturální defekty v materiálu, které mohou být využity jako qubity podobné těm, které jsou pozorovány ve výpočtech diamoneir s použitím různých úrovní teorie načrtnutých WEST kódů, které byly vyvinuty v Urty. of Chicago Thecodes jim umožnily přesně předpovědět polohu úrovní defektů v pásmové mezeře polovodičů. Výzkumníci také úzce spolupracovali s experimentátory, aby pochopili
a zlepšit výkon qubitů v průmyslových materiálech Nedávno ukázali, že qubity vyvinuté v síti v karbidu křemíku mají mnohem delší koherenční časy než u zavedenějších defektních qubitů v diamantu Jejich výsledky ukázaly na průmyslově důležité polyatomické krystaly jako slibné hostitele pro koherentní qubity pro škálovatelná kvantová zařízeníenergy gov/ascr/highlights/2017/ascr-2017-01-a/Přelomový objev Petera Shora z roku 1994 o polynomiálním časovém kvantovém algoritmu pro celočíselnou faktorizaci vyvolal velký zájem o jejich objevování dalších kvantových a vývojových algoritmů, na kterých se používají hardwarové algoritmy výzkumné úsilí přineslo kvantové algoritmy nabízející složité problémy a několik slibných hardwarových platforem pro kvantové výpočty Tyto platformy zahrnují analogové systémy (obvykle studené atomy) používané pro simulaci kvantových mřížkových modelů z fyziky kondenzované hmoty a vysokých energií, kvantové mannealery pro kombinatorickou optimalizaci, vzorkovače bosonů a malé hlučné prototypy digitálních kvantových počítačů s modelem brány Z dlouhodobého hlediska vznik škálovatelných digitálních kvantových počítačů odolných vůči chybám, nový směr pokroku ve vysoce výkonných počítačích jako konvenčních technologiích jejich základní omezení Kvantová zrychlení byla objevena pro řadu oblastí zajímavých simulací DOE pro ched partind materialcience, stejně jako analýzu dat a strojové učení
Kromě toho byla objevena kvantová zrychlení pro základní primitiva aplikované matematické lineární algebry, integrační optimalizace a teorie grafů Tato demonstrují potenciál kvantových počítačů poskytovat lepší škálovací metody (v některých případech exponenciálně lepší) pro provádění vědeckých počítačových úloh Praktická realizace tento potenciál bude záviset nejen na pokroku v oblasti kvantového výpočetního hardwaru, ale také na pokroku v optimalizaci jazyků a kompilátorů pro převod těchto abstraktních algoritmů do konkrétních sekvencí realizovatelných kvantových bran a simulátorů pro testování a ověřování těchto sekvencí Vývoj takového softwaru v poslední době zaznamenal rychlý pokrok, který může očekává se, že bude pokračovat s dostatečnou podporou při zadávání velmi složitého dotazu do vašeho počítače a čekání déle než doživotní výsledky Vděčníci jako davide venturellithe budoucnost by mohli výsledky zvrátit ve zlomku sekundy Davide je vědec v oblasti kvantového počítačového výzkumu pro Asociaci pro vesmírný výzkum univerzit Quantum teorie vysvětluje, jak hmota působí na tir
els; při jeho aplikaci na výpočetní techniku vědci studují způsoby, jak se toto chování může vyvíjet, a zkoumají, jak ovládat tato kvantová chování, aby se staly poptávkou, aby se snížila čísla a zpřístupnily informace o tom, co je známo v počítačové vědě, vědci z kvantového počítačového výzkumu pomáhají řešit problémy Ve svém výzkumu vytvářejí vědecké předpoklady založené na kvantové teorii a poté provádějí experimenty, aby otestovali, zda jejich řešení fungují. Tito vědci mohou být zapojeni do různých projektů, často se zaměřují na nalezení teoretických problémů, aby našli to nejlepší ze všech dnes nejběžnějších, zpracovávají informace pomocí proměnných s hodnotou I( buď O, nebo 1) současně Kvantové počítače mohou používat obě hodnoty současně, výsledkem je rychlejší zpracování Víme, že kvantové počítače jsou výkonnější, ale zatím nevíme, o kolik Výzkum Vědci zabývající se výzkumem kvantových počítačů při studiu informačních technologií přemýšlejí o možnostech
Davide si například ve svém výzkumu klade otázky jako: „Jakým nejrychlejším možným způsobem můžeme přimět počítače, aby zpracovávaly informace, a jiní vědci využívají své znalosti kvantové teorie k tomu, aby přišli s řešeními, Jejich výzkum může vést k řešení počítačových procesů, které vypočítávat a třídit informace mnohem rychleji Například výzkumní vědci mohou vyvinout teoretické řešení, které lze provozovat pouze na kvantových počítačích navržených pro vytváření lepších předpovědí počasí Experimenty Aby vědci z kvantového počítačového výzkumu mohli otestovat, zda jejich teorie fungují, mohou provádět experimenty nebo spolupracovat s experimentálními fyziky. může vytvořit počítačový hardware kvantového prostředí, pak otestovat, jak částice v tomto prostředí reagují na různé úrovně intenzity laseru Experimenty, které ověřují teorii, mohou vést ke zlepšení jako účinnější počítačový design a rychlé sítě Ale spoléhat se na teorii znamená, že vědci pracují s neúplnými informacemi - Seles překvapen Výsledkem je opak toho, co se očekává, říká Davide, a vy analyzujete data, abyste se pokusili přijít na to, proč Chcete-li se stát vědcem v oblasti kvantového počítačového výzkumu, obvykle potřebujete doktorský titul (Ph D), kvality a dovednosti kromě formálního osvědčení As výzkumníci kvantoví počítačoví výzkumníci by si měli užívat být součástí týmu a sdílet své
zjištění s ostatními, mezi které mohou patřit inženýři, matematici, fyzici a doktorandi Tato spolupráce pomáhá přinést různé pohledy na řešení problému. Když pracujete s různými skupinami, nápady se využívají, říká Davide „Moji kolegové jsou velmi chytří a otevření- smýšlející lidé Stejně jako mnoho vědců musí mít vědci z kvantového počítačového výzkumu silné analytické schopnosti, schopnosti kritického myšlení a uvažování, aby mohli řešit složité problémy Pozornost věnovaná detailům je kritická, vědci přesně zaznamenávají své teorie a experimenty, které musí být reprodukovatelné a schopné obstát od vzájemného hodnocení Komunikační dovednosti jsou také sdílené jejich výzkum se spolupracovníky, vědci z kvantového výzkumu musí být schopni psát články a prezentovat svá zjištění na konferencích Mohou také potřebovat napsat návrhy na granty na financování výzkumných projektů Vědci z kvantové vědy obvykle potřebují doktorát, aby se naučili metody objevování a vyvinuli nástroje potřebné pro výzkum práce v kurzu na bakalářském stupni a postgraduální studijní programy obvykle zahrnují informatiku, matematiku a fyziku Před vstupem do doktorského programu se můžete rozhodnout absolvovat magisterský titul s kurzy kvantové výpočetní techniky
Davide studoval fyziku na bakalářských a magisterských úrovních, ale byl také nadšený pro počítače. Není divu, že kvantové výpočty vzbudily jeho zájem „Je to úžasná interakce mezi dvěma disciplínami, jak říká Davidd, jeho ph dnanophysics a numerické simulace kondenzované hmoty The USA Bureau of Labor Statistics (Bls) neshromažďuje údaje konkrétně o vědcích z kvantového výzkumu Místo toho může BLS tyto pracovníky počítat mezi fyziky, z nichž 5 650 bylo zaměstnáno v květnu 2015. Medián roční mzdy pro fyziky na vysokých školách, univerzitách a odborných školách – kde většina vědců zabývajících se kvantovým počítačovým výzkumem pravděpodobně pracovala – bylo 63 840 USD To je více než průměrná roční mzda 36 200 USD pro všechny vědce zabývající se kvantovým počítačovým výzkumem, kteří pracují především uvnitř budov, v akademickém prostředí a mohou často cestovat, aby se zúčastnili seminářů nebo konferencí Oblast zaměření nebo projektu typ může diktovat konkrétní podrobnosti o jejich práci. Například testování zvláště složitých teorií může trvat dny, a to buď samostatně, nebo s jinými
Ať už o samotě nebo s kolegy, Davide si svou práci užívá pro nezávislost, kterou jeho práce nabízíMáte spoustu intelektuální svobody Nikdo vám ve skutečnosti neříká, co máte dělat, říká "Its up tource: Domingo Angeles," vědec kvantového počítačového výzkumu, "Kariéra Outlook, USA
Bureau of Labor Statistics, červenec 2016https://wwwblsgov/careeroutlook/2016/youre
Uskutečnění potenciálu kvantové informační vědy a pokrok ve vysoce výkonných počítačích 26, 2016 v 18:07 ET od Altaf H (Tof) Carim, William T(Tim) Polk a Erin Szulman Správa informuje o výzvách, příležitostech a cestu vpřed v kvantové informační vědě a uvolňuje plán pro vysoce výkonné výpočtyKvantová mechanika popisuje chování a interakci hmoty a energie v měřítku atomů nebo subatomárních částic, ale kvantové chování se často může zdát podivné a kontraintuitivní Například nanejvýš základní úroveň, jak hmota, tak vyzařující viditelné světlo) se v některých ohledech chovají jako diskrétní částice a v jiných ohledech jako spojité vlny, což má za následek překvapivé vlastnosti Tyto kvantové jevy zahrnují superpozici (ve které systém současně zahrnuje všechny možné pravděpodobnosti výsledků měření a má pouze pevnou hodnotu aentanglement (částice superposle, ve kterých jsou jejich vlastnosti ve vzájemné korelaci) Využití advvlastností ke zpracování informací na průsečíku kvantových jevů s informační vědou – poskytuje jedinečné a vzrušující příležitosti v oblasti snímání, metrologie, navigace, základní fyziky komunikace, simulace, nových paradigmat v výpočetní technika a řada dalších oblastí
Tyto vzrušující vyhlídky jsou shrnuty v nové zprávě od National Sciand teCouncilTC), Advancing Quantum Information Science: National Challenges and Opportunities Zpráva nstc, která je dnes vydána, je produktem meziagenturní pracovní skupiny, která byla vytvořena za účelem posouzení aktuálního stavu terénních souřadnic. aktivity napříč příslušnými federálními úřady, zapojit zúčastněné strany a zvážit způsoby, jak řešit překážky a usnadnit progresivní kvantovou informační vědu (QIS). Dosavadní úsilí zahrnovalo interní diskuse vedené agenturami a meziagenturní workshopy a veřejné žádosti o informace; Úsilí pracovních skupin bude zahrnovat jak federální aktivitu, tak i dosah na rozvoj a související komunity na podporu širokého ekosystému potřebného k realizaci informací. Jako doplněk k meziagenturní zprávě ministerstvo energetiky (dOe) také zveřejňuje v den zprávu o nedávném kulatém stolu o Quantum. Senzory na pomezí Fundamentální vědy, kvantové informační vědy a výpočetní techniky Zpráva u kulatého stolu poskytuje pohled odborníků z výzkumné komunity na slibné vědecké směry.
další pokrok a potenciální přístupy v souladu s doehavem také pořádaly workshopy a podnikly další aktivity odrážející rostoucí pozornost Qdingu nedávné spuštění crossConnections v kvantové informační vědě, které doplňuje a koordinuje několik existujících programů v rámci konkrétních oborůg silné propojení s dalšími souvisejícími vědecké a technologické iniciativy, značná synergie mezi úsilím Qis a NSCI) NSCI je celonárodní úsilí, vytvořené výkonným nařízením29,2015 zajišťující trvalé vedení USA v oblasti vysoce výkonných počítačů (HPC) a maximalizaci přínosů HPC pro ekonomiku a vědecký objev Jedním z klíčových strategických cílů NsCI je vytvořit během příštích 15 let životaschopnou cestu vpřed budoucí systémy hPC
nsci sleduje tento cíl prostřednictvím dvou souběžných technologií, které urychlují tradiční digitální výpočty poté, co jsou dosaženy limity současných polovodičových technologií; a řada nových výpočetních paradigmat – včetně kvantového počítání – k řešení problémů přesahujících rámec tradičních vysoce výkonných počítání Některé slibné možnosti na obou cestách NSCi závisí na QI Pochopení a řízení kvantových efektů bude rozhodující pro další miniaturizaci nabitého komplementárního oxidu kovu polovodičových (CMOS) zařízení a zdokonalování alternativ pro digitální výpočty, jako jsou spin-based CMO nebo supravodivé výpočty Základní a aplikovaný QIs výzkum a vývoj je také zapotřebí k objasnění řady výpočetních problémů, které by potenciální kvantový počítač mohl řešit, a k vyřešení mnoha výzev. OSTP dnes také zveřejňuje Národní strategickou počítačovou iniciativu (NSCI) Strategicky vyvinutý ekosystém HPC, který splňuje potřeby vlády, průmyslu a ACA a AAN, jehož autorem je Výkonná rada nsci Realizace vize nsci bude vyžadovat aTento strategický plán (Plan) se zaměřuje na oblasti, kde je zapojení vlády zásadní, zvyšuje technologickou kapacitu, výpočetní základy a kapacitu pracovní síly pro realizaci vize NSCL plán identifikuje role přidělené federálním agenturám a potenciálním činnostem širokých komerčních hybatelů a vládních NSCI, ale úspěch NSCI iniciativa závisí na hlubší spolupráci mezi federální vládou, průmyslem a akademickou obcí při vývoji, komercializaci a zavádění nových HPC technologií a infrastruktury NsCI usiluje o vytvoření a podporu kolaborativního ekosystému ve strategických počítačích, který bude podporovat vědecké objevy a