แนวคิดเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่น่าทึ่งเหล่านี้มาจาก Qiskit Hackathon Global

แนวคิดเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่น่าทึ่งเหล่านี้มาจาก Qiskit Hackathon Global RPA เมื่อต้นเดือนนี้ ผู้เข้าร่วมจากทั่วโลกเข้าร่วมQiskit Hackathon Globalซึ่งเป็นแฮ็กกาธอนเสมือน 24 ชั่วโมงแรกของเราที่ตั้งใจจะสร้างความตื่นเต้นและข้อจำกัดของ Hackathon แบบตัวต่อตัวโดยไม่ต้องมีคนมารวมตัวกัน ผู้เข้าร่วมแลกเปลี่ยนข้อความและวิดีโอแชทนับพันเป็นเวลา 216 ชั่วโมง และสามารถผลักดันขีดจำกัดของคอมพิวเตอร์ควอนตัมจากที่บ้านได้โดยใช้ชุดพัฒนาซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส Qiskit สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม ระบบจัดการภายใน เราคิดว่างานนี้เป็นตัวกำหนดมาตรฐานสำหรับ Virtual hackathons ไม่เพียงแต่ว่างานดำเนินไปได้ดีเพียงใด แต่ยังรวมถึงคุณภาพของการส่งงานด้วย ผู้เข้าร่วมสร้างเกม พัฒนาแนวคิดที่คุ้มค่าในการค้นคว้าวิจัย และแม้กระทั่งสร้างบอทที่ไม่ลงรอยกันที่สร้างเรื่องตลก ซึ่งคุณสามารถติดตั้งในเซิร์ฟเวอร์ discord ของคุณเองได้ ที่สำคัญที่สุด ผู้เข้าร่วมได้สร้างและเสริมความแข็งแกร่งให้กับชุมชนควอนตัม“รู้สึกเป็นเกียรติที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของ Hackathon นี้ เพราะฉันได้พบกับ Qiskitters ที่ยอดเยี่ยมมาก ฉันไม่เคยคิดเลยว่าจะได้เจอ” Soyoung Shin ที่ปรึกษา Hackathon ซึ่งทำงานดึกดื่นตลอดทั้งสี่วันของงานกล่าว เธอหวังว่าจะได้พบกับ Qiskitters จากเกาหลีมากขึ้น และหวังว่าจะเผยแพร่ Qiskit ที่นั่นต่อไปนี่คือบางส่วนของโครงการนวัตกรรมที่ออกมาจากงาน:QiskitFlowShashwat Shukla, Solomon Uriri, Mohamed Yassine

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเรามีโปรแกรมการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเรามีโปรแกรมการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วยสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม RPA การออกแบบอุปกรณ์ควอนตัมเป็นรากฐานของโลกคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่นี่เป็นกระบวนการที่ยุ่งยากและมีหลายขั้นตอนที่ซับซ้อนกว่าขั้นตอนการออกแบบของชิปทั่วไป นักออกแบบฮาร์ดแวร์ควอนตัมต้องทำงานในโลกที่ไม่ได้เชื่อมต่อกันตามปกติ พัฒนาและเปรียบเทียบชิปคอมพิวเตอร์ที่รวมชิ้นส่วนโลหะที่มีตัวนำยิ่งยวดและปฏิบัติตามกฎของควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ (QED) สิ่งนี้ต้องการชุดของเทคนิคการพัฒนาและการวิเคราะห์ที่ไม่มีแอนะล็อกแบบคลาสสิก แต่ถ้าเราต้องการสร้างและใช้อุปกรณ์ที่น่าทึ่งเหล่านี้จริงๆ เราต้องหาวิธีที่จะทำให้กระบวนการนี้ง่ายขึ้น ระบบจัดการภายใน บนพื้นผิว การออกแบบชิปควอนตัมควรจะเหมือนกับการออกแบบวงจรรวมอื่นๆ แต่วงจรรวมทั่วไปต้องผ่านกระบวนการออกแบบซึ่งมีค่าควรแก่การปรับแต่งมาหลายทศวรรษ เนื่องจากชิปได้ขยายจำนวนทรานซิสเตอร์ตามขั้นตอนของกฎของมัวร์ เครื่องมือออกแบบจึงเติบโตเต็มที่และกลายเป็นแบบอัตโนมัติ ทุกวันนี้ ลำดับของโปรแกรมทำให้นักออกแบบชิปสามารถคิดแบบโมดูลเกี่ยวกับวงจรรวมที่มีทรานซิสเตอร์หลายพันล้านตัว ในกระบวนการที่ค่อนข้างจะสร้างและทดสอบการออกแบบได้อย่างราบรื่น จากนั้นจึงย้ายไปยังขั้นตอนการผลิตแม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะไม่เหมือนกับไมโครโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน ควอนตัมบิตมีขนาดใหญ่กว่าทรานซิสเตอร์มาก และต้องใช้วงจรตัวนำยิ่งยวดที่ซับซ้อนมากขึ้น ซอฟต์แวร์ระบบอัตโนมัติสำหรับการออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้คอมพิวเตอร์ช่วยครอบคลุมเฉพาะบางส่วนของกระบวนการประดิษฐ์ที่ซับซ้อนนี้ และการใช้ชุดซอฟต์แวร์เหล่านี้เพื่อออกแบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีอุปสรรคในการเข้าสู่ระดับสูงหากเราต้องการให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีขนาดหนึ่งวันและเติบโตในลักษณะเดียวกับที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกมี เราจะต้องเริ่มคิดเกี่ยวกับเครื่องมือการออกแบบควอนตัมอิเล็กทรอนิกส์อัตโนมัติ (EDA) ในลักษณะเดียวกัน ในขณะเดียวกัน ภายในชุมชนของเราเอง เราต้องการเร่งและลดอุปสรรคในการสร้างสรรค์นวัตกรรมบนอุปกรณ์ควอนตัม ทีม IBM Quantum จึงเริ่มคิดว่า EDA อาจมีหน้าตาเป็นอย่างไรสำหรับโปรเซสเซอร์ควอนตัม และหวังว่าชุมชนจะเริ่มคิดถึงเรื่องนี้เช่นกัน วันนี้ที่งานประชุม IEEE Quantum Week Conference ทีมงานได้พูดคุยถึงวิสัยทัศน์ของพวกเขาสำหรับโครงการที่ไม่เคยมีมาก่อนนี้ นำโดยนักฟิสิกส์ควอนตัม Zlatko Minev และพัฒนาร่วมกับสมาชิกทีม IBM Quantum คนอื่นๆ โครงการนี้มีไว้สำหรับผู้ที่สนใจในการออกแบบฮาร์ดแวร์ควอนตัม: ชุดเครื่องมือออกแบบอัตโนมัติที่สามารถใช้ในการประดิษฐ์และวิเคราะห์อุปกรณ์ตัวนำยิ่งยวด โดยมุ่งเน้นที่ความสามารถในการรวมเครื่องมือที่ดีที่สุดเข้ากับเวิร์กโฟลว์ของนักออกแบบฮาร์ดแวร์ควอนตัม เราได้ตั้งชื่อโครงการว่า Qiskit

ประกาศ IBM Quantum Challenge e ถัดไป ที่ซึ่งคุณสามารถสร้างอนาคตควอนตัมที่ไม่ไกลนัก

ประกาศ IBM Quantum Challenge e ถัดไป ที่ซึ่งคุณสามารถสร้างอนาคตควอนตัมที่ไม่ไกลนัก RPA เริ่มตั้งแต่วันที่ 8 พฤศจิกายน เวลา 19:00 น. EST/วันที่ 9 พฤศจิกายน เวลา 9.00 น. JST เราจะจัดงานเขียนโปรแกรมควอนตัมแข่งขันเป็นเวลาสามสัปดาห์ที่เรียกว่า IBM Quantum Challenge: Programming for the Not-So-Distant Quantum Future ผู้เข้าร่วมจะได้เรียนรู้วิธีตั้งโปรแกรมอัลกอริทึมควอนตัมผ่านความท้าทายในการเรียนรู้สองสัปดาห์ และในสัปดาห์สุดท้ายจะจัดการกับปัญหาและแข่งขันกับผู้เข้าร่วมคนอื่นๆ เพื่อเขียนโปรแกรมที่มีประสิทธิภาพที่สุด นี่จะเป็นโอกาสที่ดีไม่เพียงแต่สำหรับโปรแกรมเมอร์ควอนตัมเท่านั้น แต่สำหรับทุกคนที่สนใจในการคำนวณควอนตัม สามารถสมัครเข้าร่วมได้ที่นี่ ระบบจัดการภายใน เราตกใจที่สนามนี้พัฒนาได้เร็วแค่ไหน 10 ปีที่แล้ว ฉันกำลังเรียนรู้อัลกอริธึมควอนตัมและพยายามเขียนวงจรควอนตัมให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยลดจำนวนเกท CNOT และคิวบิตเสริม ฉันคาดหวังว่าวงจรที่ฉันเสนอจะสามารถใช้งานได้กับฮาร์ดแวร์จริงภายในสิ้นปี 2020 ในความเป็นจริง วงจรนั้นถูกนำมาใช้ในปี 2019 โดยใช้ทั้งตัวนำยิ่งยวดและโฟโตนิก qubits ไม่เพียงแต่ฮาร์ดแวร์จริงจะก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วเท่านั้น แต่ชุมชนทั่วโลกก็เติบโตขึ้นควบคู่ไปกับมันด้วย ทุกวันนี้ สถาบันวิจัยกำลังจัดการแข่งขันการเขียนโปรแกรมควอนตัมในระดับที่ไม่สามารถจินตนาการได้เมื่อผมเข้าสู่วงการเป็นครั้งแรก

ขอแนะนำโมดูล Qiskit Chemistry ใหม่และกรอบการไล่ระดับสีสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมระดับถัดไป

ขอแนะนำโมดูล Qiskit Chemistry ใหม่และกรอบการไล่ระดับสีสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมระดับถัดไป RPA วันนี้ เรารู้สึกตื่นเต้นที่จะประกาศการยกเครื่องโมดูล Qiskit Chemistry ใหม่ทั้งหมด รวมถึงเฟรมเวิร์ก Qiskit Gradients ใหม่ ซึ่งมีไว้สำหรับนักพัฒนาแอปพลิเคชันควอนตัมและผู้เชี่ยวชาญด้านโดเมนที่มีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัม การปรับปรุงเหล่านี้แสดงถึงขั้นตอนสำคัญสู่การคำนวณควอนตัมแบบไม่มีแรงเสียดทาน ซึ่งนักพัฒนาสามารถเขียนแอปพลิเคชันที่ได้รับประโยชน์จากคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์ ระบบจัดการภายใน ทีมงานได้ออกแบบโมดูล Qiskit Chemistry ใหม่ให้เป็นแบบแยกส่วนและขยายได้ ในขณะที่มีแอปพลิเคชันระดับสูงที่ทำให้การเขียนโปรแกรมง่ายขึ้นสำหรับทุกคนที่สนใจในการคำนวณควอนตัม โมดูลนี้ประกอบด้วยอัลกอริธึมสำหรับการคำนวณโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์และการสั่นสะเทือนของโมเลกุล รวมทั้งอัลกอริธึมพื้นฐานเพื่อใช้เป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับการใช้งานในระดับที่สูงขึ้น เมื่อเร็วๆ นี้ เราได้ร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์ของ ExxonMobil เพื่อคำนวณสิ่งที่สังเกตได้ทางอุณหพลศาสตร์สำหรับโมเลกุลไฮโดรเจนบนตัวประมวลผลควอนตัม ibmq_valencia โดยใช้ Qiskit“การพัฒนาโมดูล Qiskit Chemistry ใหม่นั้นทั้งน่าตื่นเต้นและสำคัญมาก จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ที่มีการสัมผัสฮาร์ดแวร์ควอนตัมจำกัดสามารถเริ่มจำลองปัญหาทางเคมีที่น่าสนใจและเกี่ยวข้องได้อย่างรวดเร็ว โมดูลใหม่นี้อาจมีความสำคัญเช่นกัน จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คิด ‘ในเชิงควอนตัม’ เมื่อแก้ไขปัญหาที่ท้าทายที่สุดของเรา” Laurent White หัวหน้าส่วนแผนกฟิสิกส์เชิงคำนวณ บริษัท ExxonMobil Research and Engineering กล่าวอัลกอริธึมควอนตัมระยะใกล้จำนวนมาก ซึ่งรวมถึงอัลกอริธึมที่มีอยู่ในโมดูล Qiskit Chemistry เป็นแบบผันแปร กล่าวคือ

Qiskitters เหล่านี้กำลังเริ่มต้นการศึกษาควอนตัมโอเพ่นซอร์สที่ไม่แสวงหาผลกำไร

Qiskitters เหล่านี้กำลังเริ่มต้นการศึกษาควอนตัมโอเพ่นซอร์สที่ไม่แสวงหาผลกำไร RPA เมื่อฉันพยายามสอบวิชาเอกฟิสิกส์ในระดับปริญญาตรีสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ในฐานะน้องใหม่ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารา (UCSB) ศาสตราจารย์บอกฉันว่าหลักสูตรนี้มีไว้สำหรับวิชาเอกเท่านั้น ดังนั้นฉันจึงต้องกลายเป็นฟิสิกส์อย่างหุนหันพลันแล่น วิชาเอก. ไม่นานฉันก็รู้ว่าไม่มีวิธีง่ายๆ สำหรับพวกเราหลายคนที่สนใจคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อให้ได้การศึกษาที่ตรงตามความต้องการที่เราต้องการ ระบบจัดการภายใน วันนี้ ฉันกำลังทำงานร่วมกับผู้อื่นเพื่อสร้างพื้นที่เก็บข้อมูลและชุมชนการศึกษาควอนตัมแบบโอเพนซอร์สสำหรับผู้ที่ไม่มีสิทธิ์เข้าถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัมหลักหรือทรัพยากรด้านการศึกษาที่โรงเรียนของตนเอง ด้วยความช่วยเหลือจาก Qiskitters นักพัฒนาควอนตัมคนอื่นๆ และกองทุนรวมกัน ผมแนะนำให้คุณตรวจสอบออกที่https://fullstackquantumcomputation.techระหว่างการเดินทางส่วนตัวของฉัน ฉันรู้สึกว่าความรู้เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมของฉันมีอยู่ทั่วไป ฉันพยายามเรียนทุกหลักสูตรที่ทำได้ซึ่งจะทำให้ฉันเข้าใกล้การเป็นนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมมากขึ้น ตั้งแต่วิทยาการคอมพิวเตอร์ ฟิสิกส์ คณิตศาสตร์ ไปจนถึงวิชาเคมี ฉันกังวลว่าการติดตามหลักและประสบการณ์การวิจัยที่มาพร้อมกันจะทำให้ฉันหลุดพ้นจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งฉันไม่สามารถทำเป็นเอกได้ สุดท้ายฉันก็เข้าฝึกงานในโครงการ Quantum Undergraduate Research ที่ IBM และโครงการ Princeton ( QURIP ) เมื่อฤดูร้อนที่แล้ว และเริ่มกำหนดเส้นทางของฉันเอง โดยดำเนินการสัมมนาที่นำโดยนักเรียน เพื่อสำรวจหัวข้อที่ฉันหวังว่าฉันจะได้เรียนรู้ในห้องเรียนฉันไม่คิดว่าปัญหานี้จะหมดไปในไม่ช้า จากประสบการณ์ของฉันและเพื่อนฝูง อาจต้องใช้เวลากว่าทศวรรษกว่าที่มหาวิทยาลัยของรัฐขนาดใหญ่ในสหรัฐอเมริกาจะพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานเพื่อสอนคอมพิวเตอร์ควอนตัมในวงกว้าง เช่นเดียวกับพื้นที่เกิดใหม่ ต้องใช้เวลาในการจ้างคณาจารย์ ฝึกอบรมนักศึกษา พัฒนาหลักสูตรที่จำเป็นมาก และหลีกเลี่ยงอุปสรรคของระบบราชการ ยิ่งไปกว่านั้น ตามภาพรวมเชิงกลยุทธ์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกาสำหรับวิทยาศาสตร์สารสนเทศควอนตัม “ระบบการศึกษาในปัจจุบันของอเมริกามักจะมุ่งเน้นไปที่เส้นทางที่แยกจากกัน ไม่ค่อยเน้นการศึกษาแบบข้ามสาขาวิชาที่เตรียมผู้สำเร็จการศึกษาสำหรับคำถามที่ทันสมัยและความท้าทายที่ซับซ้อน ซึ่งรวมถึง QIS

วิทยาศาสตร์ควอนตัมต้องการชุมชนระดับโลก

วิทยาศาสตร์ควอนตัมต้องการชุมชนระดับโลก RPA การเล่าเรื่องในปัจจุบันเกี่ยวกับการคำนวณด้วยควอนตัมมักจะฟังดูเหมือนสำนวนสงครามเย็น: บริษัทหรือประเทศเดียวกำลังต่อสู้เพื่อพัฒนาอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ขั้นสูงสุดที่จะมอบความได้เปรียบเชิงกลยุทธ์บางอย่างแก่พวกเขา แต่นั่นคือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์รู้สึกเกี่ยวกับเรื่องนี้จริงๆหรือ? ระบบจัดการภายใน แม้ว่าจะไม่แปลกใจเลยที่ประเทศต่างๆ จะได้รับประโยชน์จากความได้เปรียบทางการแข่งขันในเทคโนโลยีตั้งไข่ นักวิทยาศาสตร์ที่ฉันคุยด้วยสนใจมากขึ้นว่าวันหนึ่งคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะแก้ปัญหาที่ยากที่สุดในโลกได้อย่างไร หรือเพียงแค่คิดว่าอุปกรณ์เหล่านี้เป็นการทดสอบกฎหมายที่น่าอัศจรรย์ ของฟิสิกส์ที่ไม่เคยมีมาก่อน ความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นแล้วในคอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าวิทยาศาสตร์ที่ดีขึ้นในโลกนี้ต้องการชุมชนนักวิจัยระดับโลกที่ให้ความร่วมมือในการมองเห็นอนาคตร่วมกันคอมพิวเตอร์ควอนตัมขยายความสามารถในการคำนวณของเราโดยผสมผสานกฎทางคณิตศาสตร์ของฟิสิกส์ควอนตัมเข้าในการคำนวณ ซึ่งอาจช่วยให้สามารถแก้ปัญหาที่ยากจะแก้ไขได้ในปัจจุบัน วันหนึ่งพวกมันอาจเป็นประโยชน์ต่อสังคมด้วยการสร้างแบบจำลองโมเลกุลได้เร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน ทำให้เราสามารถพัฒนายาใหม่ๆ เพื่อรักษาโรคหรือวัสดุใหม่ๆ ที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้ด้วยประโยชน์เหล่านี้ ความร่วมมือระหว่างประเทศจึงเป็นหัวใจสำคัญของวงการคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาอย่างยาวนาน ถือว่าปลอดภัยหากจะสรุปว่าบริษัทใหญ่ๆ ทุกแห่งที่ดำเนินการคำนวณควอนตัมในปัจจุบันมีนักวิทยาศาสตร์ที่มาจากประเทศอื่นๆ Jay Gambetta, IBM Fellow และรองประธานฝ่าย Quantum Computing ของทีม IBM Quantum เกิดที่ออสเตรเลีย IBM Quantum มีพนักงานในซูริก โตเกียว โจฮันเนสเบิร์ก และที่อื่นๆ Microsoft และ Intel ต่างก็ร่วมมือกับ Technical University of Delft Hartmut Neven ผู้ก่อตั้งและผู้จัดการ Quantum Artificial Intelligence Lab ของ Google เกิดในเยอรมนี

วิดีโอเกมที่กำลังจะมีขึ้นจะสร้างระดับใหม่โดยใช้ Qiskit และ Quantum Simulator

วิดีโอเกมที่กำลังจะมีขึ้นจะสร้างระดับใหม่โดยใช้ Qiskit และ Quantum Simulator RPA วิดีโอเกมแรกเปิดตัวในปี 1950 และต่อมาได้รับความนิยมหลักในปี 1970 และ 80 ด้วยเกมอาร์เคดและระบบโฮมวิดีโอ เช่น Atari และ Commodore 64 อย่าลืมSpaceWar! และโป่ง ? ในขณะที่ความสามารถของฮาร์ดแวร์ถูกจำกัด พวกเขาวางรากฐานสำหรับเกมที่เราพัฒนาและเล่นในปัจจุบัน ซึ่งคาดว่าภายในปี 2025 จะมีมูลค่าถึง 256 พันล้านดอลลาร์ของอุตสาหกรรม ระบบจัดการภายใน ประวัติศาสตร์นี้และความสำคัญของวิดีโอเกมยุคแรกๆ เหล่านี้ไม่ได้หายไปจาก James Wootton แห่ง Qiskit ในปี 2560 เขาได้สร้างวิดีโอเกมตัวแรกของโลกสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม Cat-Box-Scissors โดยใช้ Rock-Paper-Scissors เขายังคงสร้างเกมควอนตัมอื่นๆ ต่อไป ในกระบวนการดึงดูดผู้ที่ชื่นชอบควอนตัมและนักพัฒนาวิดีโอเกมที่ต้องการลองสิ่งใหม่ๆ และในไม่ช้า เกมที่ผสมผสานแนวคิดควอนตัมคอมพิวติ้งจะพร้อมให้ทุกคนได้เล่นเมื่อเดือนกันยายนที่ผ่านมา Wootton ได้เปิดเผยความพยายามล่าสุดของเขา “การสร้างขั้นตอนโดยใช้การคำนวณควอนตัม ” ในระหว่างการพูดคุยเปิดการประชุมเชิงปฏิบัติการการสร้างเนื้อหาขั้นตอนเสมือนจริง งานนี้วางรากฐานสำหรับวิดีโอเกมควอนตัมในอนาคตในบทความนี้ Wootton ได้สาธิตเอฟเฟกต์ควอนตัมเบลอโดยใช้กลยุทธ์การสร้างตามขั้นตอนที่เขาคิดค้นโดยใช้ Qiskit

การสร้างศิลปะกำเนิดที่ได้รับแรงบันดาลใจจาก Rothko ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม

การสร้างศิลปะกำเนิดที่ได้รับแรงบันดาลใจจาก Rothko ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม RPA ภาพด้านบนเป็นงานศิลปะขั้นตอนที่สร้างขึ้นด้วยข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม หรือเพียงแค่เรียกมันว่า “ศิลปะควอนตัมกำเนิด” ถ้าคุณต้องการ เป็นการสำรวจแนวเส้นและรูปแบบที่เป็นพื้นฐานในการสร้างงานศิลปะ ระบบจัดการภายใน แต่งานนี้เชื่อมต่อกับ Rothko อย่างไร? เหตุผลที่ฉันชอบงานของ Rothko เป็นเพราะความทุ่มเทและความซาบซึ้งในองค์ประกอบพื้นฐานของศิลปะของเขา งานของเขาสามารถรู้สึกไม่ซับซ้อนแต่ยังคงความโดดเด่นและเรียบเรียงได้ดี เขาทำงานกับรูปร่างพื้นฐาน แต่ยินดีปล่อยให้รูปร่างไม่สมบูรณ์แบบ สำหรับฉัน นี่เป็นจุดเริ่มต้นที่สมบูรณ์แบบสำหรับการสร้างงานศิลปะด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม การคำนวณด้วยควอนตัมนั้นยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและนักวิจัยยังคงค้นหาสิ่งที่สามารถทำได้ ในฐานะศิลปิน ฉันก็อยากทราบว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำอะไรได้บ้าง ฉันต้องการสร้างบางสิ่งที่เรียบง่าย แต่มีบางอย่างที่ไม่สมบูรณ์ เช่น สถานะปัจจุบันของการคำนวณควอนตัม Rothko ไม่เคยสร้างศิลปะควอนตัมกำเนิด แต่ฉันพบว่างานของเขาเป็นแรงบันดาลใจและเป็นรากฐานทางแนวคิดที่ดีสำหรับการสำรวจศิลปะควอนตัมกำเนิด Rothko มีชื่อเสียงในด้านของเขาทุ่งสี แทนที่จะใช้สี ฉันใช้ข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม ฉันเรียกพวกเขาว่า “เขตข้อมูล”จากฟิลด์สีสู่ฟิลด์ข้อมูลสำหรับฉันในฐานะศิลปินที่ทำงานด้านเทคโนโลยี การมีความเข้าใจเชิงนามธรรมเกี่ยวกับวิธีการนำเสนอข้อมูลนั้นค่อนข้างจะมีประสิทธิภาพ เนื่องจากไม่มีคำตอบที่ถูกต้องโดยพื้นฐานว่าข้อมูลควรมีลักษณะอย่างไร สำหรับคอมพิวเตอร์ ข้อมูลทั้งหมดจะเหมือนกัน — 0และ1. แม้แต่ข้อมูลที่ส่งคืนโดย qubit อาจเป็น a 0หรือ a 1(แม้ว่าจะอยู่ในตำแหน่งซ้อนทับของ0และ1ก่อนที่จะมีการวัด) ขึ้นอยู่กับเราว่าจะเลือกแสดงข้อมูลนั้นอย่างไร ในหลายกรณีมีเหตุผลที่ดีในการแสดงข้อมูลในลักษณะเฉพาะ การแสดงข้อมูลเสียงเป็นเสียงมีความสมเหตุสมผลมากกว่า และการแสดงข้อมูลพิกเซลเป็นรูปภาพมีความสมเหตุสมผลมากกว่า แต่ในทางเทคนิคแล้ว

ฉันได้จำลองโมเลกุลด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม ตอนนี้อะไร?

ฉันได้จำลองโมเลกุลด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม ตอนนี้อะไร? RPA ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยในทีม IBM Quantum ได้จำลองสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลลิเธียมไฮไดรด์และเบริลเลียมไฮไดรด์บนคอมพิวเตอร์ควอนตัมสำเร็จ วิศวกรควอนตัมคิดว่าวันหนึ่ง คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจเอาชนะคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกในการคำนวณแบบนี้ แต่นักเคมีจะทำอะไรกับข้อมูลนี้จริง ๆ ? ระบบจัดการภายใน คอมพิวเตอร์คลาสสิกสะดุดเมื่อต้องจำลองพฤติกรรมของโมเลกุลอย่างแม่นยำ เนื่องจากทรัพยากรที่ใช้ในการจำลองการจำลองเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามขนาดของโมเลกุล แต่อัลกอริธึมควอนตัมบางตัวดูเหมือนจะมีศักยภาพในอนาคตสำหรับการเร่งความเร็วสำหรับปัญหาทางเคมีเหล่านี้ การเพิ่มความเร็วนั้นยังรออยู่ไม่ไกลนัก แต่คุณสามารถคำนวณปัญหาของเล่นได้แล้วโดยใช้อัลกอริธึมที่ออกแบบมาสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบัน ซึ่งก็คือควอนตัมไอเกนโซลเวอร์ (VQE) ที่แปรผัน นักเคมีบางคนกำลังนึกภาพโลกที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเพียงส่วนหนึ่งของขั้นตอนการทำงานประจำวันของพวกเขา“คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเครื่องมือที่ไม่เหมือนใครสำหรับการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ ซึ่งแตกต่างไปตามวิธีการคำนวณ” เจมี่ การ์เซีย ผู้จัดการอาวุโสด้านแอปพลิเคชันควอนตัม อัลกอริธึมและทฤษฎีของ IBM Research กล่าวทำไมเราถึงสนใจเรื่องนี้?สมมุติว่านักเคมีต้องการสังเคราะห์พอลิเมอร์ชนิดใหม่ที่มีความแข็งแรงมาก วันนี้พวกเขาจะเริ่มต้นด้วยการค้นหาวรรณกรรมเพื่อค้นหาว่าสารเคมีชนิดใดที่ทำให้พอลิเมอร์ที่แข็งแรงในอดีต จากนั้นพวกเขาจะค้นหาว่าปฏิกิริยาใดที่อาจก่อให้เกิดวัสดุที่แข็งแรงกว่า ดูว่ามีใครบ้างที่ลองใช้ปฏิกิริยาเหล่านี้ และสภาพแวดล้อม อุณหภูมิ และตัวแปรอื่นๆ ในการตั้งค่าห้องปฏิบัติการของพวกเขาเป็นอย่างไร โดยใช้สัญชาตญาณ พวกเขารวมการค้นหาวรรณกรรมและความคิดสร้างสรรค์เล็กๆ น้อยๆ เพื่อทำปฏิกิริยาเชิงทดลอง และดูว่าผลลัพธ์ที่ได้คือพอลิเมอร์ที่แข็งแกร่งที่พวกเขาหวังไว้หรือไม่ หากพวกเขาทำไม่สำเร็จ พวกเขาจะลองอย่างอื่น หากพวกเขาทำสำเร็จ พวกเขาจะนำสมุดบันทึกสำหรับห้องปฏิบัติการของพวกเขาไปหานักเคมีเชิงคำนวณ และพูดว่า เกิดอะไรขึ้นระหว่างสารเคมีเหล่านี้เพื่อผลิตโพลีเมอร์ที่แข็งแรงนี้ และฉันจะทำให้มันแข็งแกร่งขึ้นได้อย่างไรแต่จอกศักดิ์สิทธิ์สำหรับนักเคมีน่าจะเป็นถ้าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถพลิกสคริปต์ได้ การ์เซียอธิบาย เจาะลึกลงไปในวิทยาศาสตร์ ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อได้รับการสนับสนุนอย่างกระฉับกระเฉง หมายความว่าพลังงานของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะต่ำกว่าพลังงานของสารเคมีที่คุณผสมเข้าด้วยกัน และอุปสรรคด้านพลังงานที่จะไปถึงผลิตภัณฑ์นั้นต่ำพอที่จะเอาชนะ

นักวิจัยสร้างวัสดุควอนตัมโดยใช้ 53-Qubit IBM Quantum Processor และ Qiskit

นักวิจัยสร้างวัสดุควอนตัมโดยใช้ 53-Qubit IBM Quantum Processor และ Qiskit RPA ทีมงานของมหาวิทยาลัยชิคาโกได้สร้างวัสดุควอนตัมที่เรียกว่าคอนเดนเสท exciton โดยใช้ตัวประมวลผล IBM Quantum Hummingbird 53 บิตตามรายงานฉบับใหม่ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการใช้งานที่น่าตื่นเต้นสำหรับอุปกรณ์ควอนตัมในระยะสั้นสำหรับนักฟิสิกส์ ระบบจัดการภายใน คอนเดนเสทก่อตัวขึ้นเมื่อกลุ่มอะตอมหรืออนุภาคยุบตัวลงในสถานะควอนตัมเดียวกัน ดังนั้นปรากฏการณ์ทางกลของควอนตัมที่มักจะจำกัดอยู่ที่อนุภาคเดี่ยวจึงสามารถอธิบายทั้งระบบได้ แม้ว่าคุณอาจคุ้นเคยกับคอนเดนเสทของ Bose-Einstein มากที่สุด แต่คอนเดนเสทยังสามารถเกิดขึ้นได้จาก exciton ซึ่งเป็นสถานะที่ถูกผูกไว้ของอนุภาคที่มีประจุบวกกับรูที่มีประจุตรงข้ามกัน ซึ่งรูเป็นเพียงตำแหน่งที่ไม่ต่อเนื่องในตัวกลางที่มีประจุเนื่องจากขาด อนุภาคที่คาดหวัง ทีมงานไม่เพียงแค่ประสบความสำเร็จในการสร้างคอนเดนเสท exciton บนคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีตัวนำยิ่งยวดเท่านั้น แต่ยังค้นพบพฤติกรรมใหม่ของวัสดุเหล่านี้ในขณะที่พวกมันก่อตัวกลุ่มของคอนเดนเสทที่มีขนาดเล็กลง การทดลองนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัมในการแก้ไขปัญหาในระดับแนวหน้าของฟิสิกส์ แม้กระทั่งทุกวันนี้David Mazziotti ศาสตราจารย์ภาควิชาเคมีแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า “เสียงเป็นสิ่งที่สอนเราใหม่ ๆคาดการณ์ครั้งแรกเมื่อห้าสิบปีที่แล้ว คอนเดนเสทของ exciton เป็นซุปเปอร์ฟลูอิด — คู่รูอนุภาคจะไหลโดยไม่สูญเสียพลังงานใดๆ ผ่านแรงเสียดทาน วันหนึ่งคุณสมบัติของ superfluid เหล่านี้อาจมีประโยชน์สำหรับการออกแบบสายไฟใหม่หรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น นักฟิสิกส์เพิ่งผลิตคอนเดนเสท exciton เหล่านี้ และในบางระบบเท่านั้น เช่น ในแผ่นกราฟีนที่มีคาร์บอนเดี่ยวหนาสองชั้นซ้อนกันสองชั้นในสนามแม่เหล็กGraphene bilayers เป็นระบบที่ท้าทายในการผลิตคอนเดนเสท