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2024年1月量子新聞

2024年1月量子新聞

本期(1/1~1/31)推薦重點:

由中央研究院自研自製的 5 位元超導量子電腦,自本月起以網路連線方式提供給計畫合作者使用,為臺灣量子科技研發寫下新里程碑。蔡英文總統於 29 日親臨視察,廖俊智院長現場致贈由研究團隊自製的量子晶圓。未來中研院將於南部院區的量子基地持續投入資源,將關鍵議題從基礎研究到實際應用產出進行「垂直整合」。

由美國能源部國家實驗室、芝加哥大學與日本東京大學所組成的研究團隊,使用磁鐵來實現量子位元的糾纏,將遙控器與電視使用特定的電波頻率進行通信,是第一個將磁鐵量子位元通信理論實現的研究。

量子相干性 (Quantum Coherence) 是實現量子運算和量子感測的關鍵,但過去僅能在極低溫環境下觀測到這種效應,日本九州大學與神戶大學合作研究,在室溫環境下,利用金屬有機框架材料實現了量子相干性,這為實現室溫、基於分子的量子運算和量子感測技術打開了大門,有助於推進量子科技商業化的進程。

IonQ 宣布在提早一年的情況下,其量子運算系統成功達成 35 個「演算法量子位元 (Algorithmic Qubits, #AQ)」的技術性里程碑,已能處理如量子機器學習和量子化學等領域的應用,此項成就在 IonQ Forte 系統上實現,利用獨有的高效能量子電腦,包括高保真度的離子阱量子位元和業界唯一的連接架構。

普林斯頓大學研究團隊將鎢二碲 (WTe2) 晶體逐層剝離,轉變成厚度僅有單個原子層的材料,實驗發現在這種薄度下,此種材料表現出一系列新奇的量子行為和特性,超出現有理論的範圍,例如:能從絕緣體變成超導體、發現一種新型的量子臨界點,挑戰我們對量子世界的認知。

巴黎-薩克雷大學 (Université Paris-Saclay) 研究團隊,運用量子點探索了量子發射器和光場間的相互作用,揭示了量子系統中能量交換的奧秘,未來在光量子計算的能量分析中,將能發揮關鍵作用。

微軟正式推出以 Rust 重新改寫的 Azure Quantum 開發套件工具包 (QDK) 1.0,除了效能較舊版 QDK 提升超過 100 倍之外,也整合了豐富的程式碼編輯功能,在瀏覽器就可進行量子程式開發。

中研院物理研究所暨應用科學研究中心陳啟東特聘研究員解釋,5位元超導量子電腦的開發過程是建立國內量子電腦生態系的最佳平台。量子位元的控制系統是高速數位電子儀器,可提供給國內業者測試開發,而量子電腦與高效能電腦的緊密結合,將可提升整體運算效能。

— 2024/01/29 (中央研究院)

中研院物理所特聘研究員陳啟東說明,除了透過製作晶片實際操作位元,對控制系統及環境也因此有所了解。陳啟東舉例,國家的超級電腦沒有辦法跟我們的量子電腦即時銜接,但它可以模擬到位元的一些運作,因此有助於演算法的開發。

— 2024/01/29 (公視新聞網 – YouTube)

中研院物理研究所特聘研究員陳啟東:「其實5位元已經不是很基礎了,真正的基礎是一個位元跟兩個位元,那個是非常卡關的部分,即使像IBM現在也還很努力的在做兩個位元的操控,這個是永遠跑不掉的,我們也會一直持續開發兩個位元的運作。」

— 2024/01/29 (USTV 非凡電視 – YouTube)

量子電腦強大的運算能力,對AI、金融、生醫等領域帶來重大影響。量子電腦可以協助科學家進行對醫療數據的快速分析,藉此破解人類衰老和疾病之謎;若應用在國防上可協助判斷軍事政策與採購。

— 2024/01/30 (聯合新聞網)

透過量子糾纏連接量子位元對於建立量子電腦是必要的,但這並不容易。對於氮空位(用作量子位的缺陷)來說,為了彼此可以互相通信,它們彼此需要非常靠近(作用範圍通常只有幾奈米)。然而,對於量子電腦來說,當氮空位中心彼此如此靠近的情況下,它們難以被設計成有用的配置。

— 2024/01/18 (TechNice科技島)

發色團(chromophore)可以用來在室溫下產生所需的電子自旋,但室溫會導致量子位元中儲存的量子資訊失去所謂的量子疊加和糾纏。因此,通常只能在液態氮溫度下達到量子相干性。

— 2024/01/17 (科技產業資訊室 iKnow)

#AQ的單一數字衡量標準,其實是源自於量子經濟發展聯盟(QED-C)進行的一項獨立產業研究中建立的演算法基準測試協議。在這個基準測試中,最複雜的電路,無論是在量子位元的數量還是閘的數量,都將決定#AQ的數值高低。擁有#AQ 35的IonQ Forte是能夠同時考量超過340億種不同可能性的量子系統。

— 2024/01/31 (科技產業資訊室 iKnow)

這項研究的一大亮點是發現了量子渦旋的存在,它們就像微觀的旋渦一樣,在材料中形成微小的磁場。當材料被冷卻到極低的溫度(攝氏零下273.10度)時,這些渦旋快速增多,最終破壞了超導態,引發了量子相變。實驗中的一個驚人發現是,當電子密度調整到臨界值以下時,這些渦旋信號突然消失了,好像是被量子波動「突然死亡」了一樣。這種現象讓物理學家們大吃一驚,因為它完全無法用現有的理論來解釋。

— 2024/01/16 (明日科學)

在量子系統中,粒子和能量傳遞的行為受機率分佈和波函數控制,這一定程度也增加了對能量交換的理解的複雜性。 量子系統中能量交換的探索本質上涉及如何解決量子退相干和量子系統運行尺度引起的複雜性。

— 2024/01/12 (TechNice科技島)

QDK還包含了量子模擬器,這是一個量子程式開發的重要工具,能夠在VS Code擴充套件和Python套件執行的時候,輸出診斷資訊和量子狀態。開發者也可以設置中斷點、進入和退出操作,並逐行執行程式碼,查看量子和古典狀態,此外,也可以執行一些量子特有的功能,像是執行操作的生成伴隨(Generated Adjoint),以相反的順序逐步檢查程式中的循環或是操作,就像是將一段程式倒著執行,進而更好地理解和除錯量子運算過程。

— 2024/01/16 (iThome)

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