<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.net/wp-content/uploads/2024/02/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem-physics-world.jpg" data-caption="تنوع کوانتومی دانشمندان CQTA به شرکای دانشگاهی، صنعتی و دولتی پشتیبانی فنی تخصصی در محاسبات کوانتومی و سنجش کوانتومی ارائه می دهند. این تیم در حال حاضر شامل سه کارمند، یک هماهنگ کننده پروژه، سه فوق دکترا و نه دانشجوی تحصیلات تکمیلی است. (با احترام: DESY)” title=”برای باز کردن تصویر در پنجره بازشو کلیک کنید” href=”https://platoblockchain.net/wp-content/uploads/2024/02/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem -physics-world.jpg”>

به عنوان یک آزمایشگاه ملی آلمان که ریشه در فیزیک دارد، و یکی از مراکز تحقیقاتی شتاب دهنده پیشرو در جهان، تلاش های علمی DESY تحت چهار موضوع اصلی قرار می گیرد: فیزیک ذرات، علم فوتون، فیزیک ذرات نجومی و فیزیک شتاب دهنده. این مسیرهای تحقیقاتی تکمیلی، که با شبکه‌ای از شرکای ملی و بین‌المللی دنبال می‌شوند، به این معنی است که DESY هر سال بیش از 3000 دانشمند مهمان را از بیش از 40 کشور جذب می‌کند. این آزمایشگاه همچنین یک مرکز تحقیق و توسعه مورد علاقه برای صنعت است، امکانات آزمایشی پیشرو آن افزودنی منحصربه‌فرد به خط لوله نوآوری شرکت‌های کوچک و متوسط ​​اروپا و همچنین شرکت‌های فناوری تاسیس شده است.

تیم CQTA اینجاست تا به شرکای صنعتی، دانشگاهی و دولتی کمک کند تا مشکلات خود را به گونه ای فرموله کنند که بتوانند بر روی یک کامپیوتر کوانتومی اجرا شوند.

این مدل کاری رو به بیرون، زیربنای یک تلاش نوپای تحقیق و توسعه است که به دنبال ایجاد قابلیت‌های DESY در علم و فناوری کوانتومی است. هدف: پشتیبانی از برنامه متنوع فیزیک پرانرژی آزمایشگاه و در عین حال امکان انواع تأثیرات پایین دستی در کاربردهای صنعتی و تجاری. این تلاش‌ها از طریق مرکز فناوری و کاربردهای کوانتومی (CQTA) که در پردیس Zeuthen DESY در حومه برلین با 15 میلیون یورو بودجه اولیه از ایالت براندنبورگ تأسیس شده است، هدایت می‌شوند.

CQTA که در ژانویه 2022 راه اندازی شد، به دنبال بهره برداری از برنامه های علوم پایه DESY در محاسبات کوانتومی، مواد کوانتومی و سنجش کوانتومی است. کارل یانسن، رئیس CQTA و استاد فیزیک در DESY می‌گوید: «DESY یک کارگروه فناوری‌های کوانتومی را برای هماهنگ کردن تلاش‌های تحقیق و توسعه کوانتومی خود راه‌اندازی کرده است، با CQTA که یک نقطه کانونی برای اجرای عملیاتی محاسبات کوانتومی و سنجش کوانتومی فراهم می‌کند». مجموعه فعالیت‌های ما در CQTA همیشه در حال گسترش است و آنچه ما به عنوان نتیجه امیدواریم، شناسایی موارد استفاده است که می‌توانیم به وضوح «مزیت کوانتومی» را از طریق روش‌های محاسبات کوانتومی ارائه دهیم.»

مزیت کوانتومی در علم

از نظر اولویت های عملیاتی، مسئولیت CQTA در چندین مسیر اصلی اجرا می شود: توسعه الگوریتم ها و روش های کوانتومی. تسهیل دسترسی به سخت افزار محاسبات کوانتومی برای شرکای تحقیقاتی و صنعتی DESY؛ محک زدن، آزمایش و تأیید سخت افزار کوانتومی؛ و اجرای یک برنامه اندازه‌شناسی کوانتومی با استفاده از ساعت‌های یون به دام افتاده برای جستجوی «فیزیک جدید» فراتر از مدل استاندارد. همچنین یک برنامه آموزشی سفارشی در حال انجام است تا برای مبتدیانی که به دنبال درک اصول محاسبات کوانتومی هستند، و همچنین متخصصان پیشرفته در تحقیق و صنعت را هدف قرار دهد.

مرکز SQMS Fermilab به تمام جنبه‌های «پازل کوانتومی» می‌پردازد.

پیشرفت‌ها دلگرم‌کننده است، زیرا پروژه‌های شاخص CQTA در حمایت از برنامه‌های فیزیک اصلی DESY در حال انجام است. برای مثال، آزمایش لیزر و XFEL (LUXE)، یک همکاری تحقیقاتی بین دانشمندان DESY و همتایان آنها در لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس اروپا (Eu.XFEL) در هامبورگ برای مطالعه فرآیندهای الکترودینامیک کوانتومی (QED) در این زمینه است. "مرز میدان قوی" نامیده می شود (که اساساً برهمکنش های یک لیزر نوری با شدت بالا و پرتو الکترونی 16.5 گیگا الکترونی Eu.XFEL را بررسی می کند).

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/2024-02-BSQA-DESY-Jansen_Karl.jpg" data-caption="کارل یانسن الگوریتم‌های کوانتومی و روش‌هایی که ما برای کاربرد در فیزیک انرژی بالا ایجاد کرده‌ایم، قابل انتقال به بسیاری از مسائل صنعتی هستند - و بالعکس. (با احترام: DESY)” title=”برای باز کردن تصویر در پنجره بازشو کلیک کنید” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/2024-02-BSQA-DESY-Jansen_Karl.jpg”>

محققان CQTA به نوبه خود در حال انجام مطالعات اثبات اصول در LUXE هستند و سخت افزار کوانتومی را برای بررسی استفاده از رایانه های کوانتومی مبتنی بر گیت برای تشخیص الگو در بازسازی مسیر ذرات به کار می برند. امید این است که الگوریتم‌ها و روش‌های کوانتومی توسعه‌یافته در LUXE به آزمایش‌ها در سایر تأسیسات فیزیک با انرژی بالا قابل انتقال باشند و به دانشمندان کمک کنند تا مقادیر عظیمی از داده‌ها را به روشی کارآمدتر پردازش کنند.

یکی دیگر از حوزه‌های فعال تحقیق، تأثیر نویز در الگوریتم‌های کوانتومی است. جانسن می‌گوید: «کامپیوترهای کوانتومی امروزی بسیار پر سر و صدا هستند، اما اگر الگوریتمی در گوشه‌ای از فضای پارامتر گیر کند، این نویز می‌تواند مفید باشد.» به عبارت دیگر، افزودن مقداری نویز می تواند الگوریتم را از یک نتیجه اشتباه به سمت راه حل جستجو شده دور کند (اگرچه نویز بیش از حد به این معنی است که اصلاً راه حلی پیدا نمی شود). جانسن می افزاید: «آنچه در هر مورد به دنبال آن هستیم «نقطه شیرین» و میزان بهینه نویز است.

مزیت کوانتومی در صنعت

در همین حال، محاسبات کوانتومی در حال حاضر به عنوان یک "اختلال" در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی، از جمله کشف و توسعه دارو، بهینه‌سازی لجستیک و مدل‌سازی مالی مطرح شده است. یک مطالعه موردی در این رابطه، یک همکاری تحقیق و توسعه بین دانشمندان در CQTA و Forschungszentrum Jülich، یکی دیگر از مؤسسه‌های تحقیقاتی ملی آلمان است که به «مشکل تخصیص دروازه‌های پرواز» در فرودگاه‌ها می‌پردازد - و به طور خاص، نحوه به حداکثر رساندن اتصال و زمان‌بندی بین ورودی و برنامه‌ریزی را بررسی می‌کند. پروازهای خروجی

با استفاده از داده‌های یک فرودگاه عملیاتی، تیم CQTA-Jülich در تلاش است تا همبستگی‌های پنهان را با محاسبات کوانتومی کشف کند و با انجام این کار، این مشکلات را سریع‌تر و کارآمدتر حل کند. تصویر بزرگتر در اینجا این است که توصیف ریاضی و راه حل مسئله تخصیص دروازه می تواند در سایر زمینه های مورد علاقه صنعت و دولت از جمله مدیریت ترافیک، خدمات تدارکات ناوگان و کنترل جمعیت در رویدادهای ورزشی بزرگ نیز اعمال شود. جانسن خاطرنشان می‌کند: «چیزی که جالب است این است که الگوریتم‌ها و روش‌های کوانتومی که برای کاربرد در فیزیک انرژی بالا ایجاد کرده‌ایم، قابل انتقال به بسیاری از مسائل صنعتی هستند. برعکس"

CERN QTI: بهره گیری از علم بزرگ برای سرعت بخشیدن به نوآوری کوانتومی

با کمال تعجب، یکی دیگر از حوزه های فعال مطالعه CQTA شامل کاربردهای علمی، فنی و هنری محاسبات کوانتومی در موسیقی است. در اینجا علاقه فزاینده ای پیرامون فرصت های خلاقانه و تجاری برای نوازندگان و تولیدکنندگان وجود دارد، همانطور که در دومین سمپوزیوم بین المللی محاسبات کوانتومی و خلاقیت موسیقی، که در اکتبر 2023 در برلین برگزار شد (و با همکاری CQTA و دانشگاه پلیموث، انگلستان). جانسن می‌گوید: «وقتی تجربه کافی در CQTA به دست آوردیم، چشم‌انداز این است که یک سینت سایزر کوانتومی بسازیم تا نوازندگانی که هیچ ایده‌ای در مورد محاسبات کوانتومی ندارند، بتوانند از این ساز برای ایجاد صداهای کاملاً جدید استفاده کنند.»

سرمایه گذاری در مشارکت

علی‌رغم پیشرفت عملیاتی CQTA در دو سال گذشته، جانسن و همکارانش نیز برای ارتقای پیشنهادات CQTA در یک موقعیت استراتژیک‌تر کار کرده‌اند.
مرحله. در واقع، CQTA سال گذشته به عنوان مرکز نوآوری کوانتومی IBM پذیرفته شد و دسترسی به شبکه جهانی تحقیق و توسعه متشکل از 500 شرکت فورچون، استارت‌آپ، دانشگاه و آزمایشگاه ملی تحقیقاتی را که همگی با آی‌بی‌ام برای پیشبرد فناوری‌های محاسباتی کوانتومی همکاری می‌کنند، باز کرد. برنامه های کاربردی. با توجه به اینکه CQTA خود را به عنوان ارائه‌دهنده خدمات مشاوره فنی و تسهیلات تخصصی برای همه چیزهای کوانتومی معرفی می‌کند، پیوند IBM اهمیتی دوچندان دارد.

DESY یک کارگروه فناوری‌های کوانتومی را برای هماهنگ کردن تلاش‌های تحقیق و توسعه کوانتومی خود با CQTA ایجاد کرده است که یک نقطه کانونی برای محاسبات کوانتومی و سنجش کوانتومی فراهم می‌کند.

جانسن خاطرنشان می کند: «تیم CQTA اینجاست تا به شرکای صنعتی، دانشگاهی و دولتی کمک کند تا مسائل خود را به صورت ریاضی فرموله کنند به گونه ای که بتوانند روی یک کامپیوتر کوانتومی اجرا شوند. "رابطه کاری نزدیک ما با IBM به این معنی است که ما می‌توانیم دسترسی مبتنی بر هزینه برای اشخاص ثالث به سخت‌افزار و نرم‌افزار کوانتومی پیشرفته IBM را واسطه کنیم - مشکلات پیچیده علمی و فناوری را از طریق محاسبات کوانتومی باز کنیم."

این افزایش دید و شناخت از جنبه‌های دیگر نیز کار می‌کند – به ویژه نقش CQTA به عنوان یک «شتاب‌دهنده کوانتومی» و هاب منطقه‌ای در ایالت براندنبورگ، جایی که دولت محلی قصد دارد تا پایان سال، یک پایگاه مهم جهانی برای فناوری‌های کوانتومی ایجاد کند. دهه. یانسن می‌گوید: «در حال حاضر همه چیز در مورد اتصال ذینفعان مرتبط در منطقه براندنبورگ و کاوش در ابتکارات مشترک است - برای مثال، ایجاد نیروی کار کوانتومی، و همچنین شبکه‌های تحقیقات کاربردی و نوآوری».

نوآوری های بستر آزمایش QUANT-NET: تصور مجدد شبکه کوانتومی

در حالی که دانشمندان و مهندسان CQTA به کاوش برنامه‌های کاربردی جدید برای محاسبات کوانتومی ادامه می‌دهند، یانسن در حال حاضر به دنبال یک مدل کسب‌وکار بلندمدت پایدار برای این طرح است که در حال حاضر توسط دولت ایالت براندنبورگ، وزارت آموزش و تحقیقات فدرال آلمان (BMBF) تامین می‌شود. )، برنامه افق اتحادیه اروپا و شبکه ای از شرکای صنعتی. 

یانسن نتیجه می‌گیرد: «بلوک‌های سازنده طرح کسب‌وکار CQTA بسیار در حال پیشرفت هستند، با تأکید بر همکاری تحقیق و توسعه، مشاوره علمی کاربردی و به احتمال زیاد، محوری به سمت ترجمه فناوری و توسعه تجارت تجاری سرمایه گذاری های نوپا».

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem/