SisällysluetteloTietoja toimittajasta PC:n toteuttaminen High-Performance ComputingQuantum Programs -ohjelmassa IARPANIST on johtava QIAmerican Leadership in Quantum Technology -tutkimuksessa Liite A: Kvanttialgoritmi Zoomaema
nist gov
2. vuosisadan taloudellisia tekijöitä, jotka eivät luonnollisesti kehity nykyisestä kaupallisesta.OSTP aikoo tulevina kuukausina sitouttaa korkeakoulut, teollisuus ja hallitus molemmilla aloilla erimielisyyteen, vaihtaa näkemyksiä keskeisistä tarpeista ja mahdollisuuksista sekä pohtia, kuinka ylläpitää elinvoimaa ja vahvat kansalliset ekosysteemit QI-tutkimukseen ja -kehitykseen sekä korkean suorituskyvyn laskemiseen Nämä keskustelut tarjoavat mahdollisuuden keskustella mekanismeista ja instituutioiden välisistä rajoista, koulutuksesta ja työvoimakoulutuksesta sekä teknologiasta ja tiedon siirrosta. Altaf H (Tof)Carim on tutkimusinfrastruktuurin apulaisjohtaja. Teknologiapolitiikka
William T (Tim) Polk on kyberturvallisuuden apulaisjohtaja Valkoisen talon tiede- ja teknologiapolitiikan toimistossaErin Szulman on Valkoisen talon tiede- ja teknologiatoimiston kansliapäällikön neuvonantaja.Lähdehttps://obamawhitehousegov/blog/2016/ 07/26/realizing-potential-quantum-information-scietand-advancing-high-perfor
Kvanttiviestintä 1900-luvun kvanttimekaniikka ja teknologia: toisaalta kvanttimekaniikka ja tietokonepohjainen tietotiede Yksi tärkeimmistä kvanttitietotieteen tutkimusalueista on kvanttiviestintä, joka käsittelee kvanttitiloihin koodatun tiedon vaihtoa. ainetta tai kvanttibittejä (tunnetaan kubiteina) sekä lähellä että heinäkuussa 2016 presidentin toimeenpanevan kansliaan National Science and Technology Council raportissa nimeltä "Advancing Quantum Information Science: National Challenges anddescribed Quantum Information Science (QIS)is" perustavaa laatua oleva tiede, jolla on tällä hetkellä visioitavia sovelluksia (jotka sisältävät tunnistusta ja metrologiaa, viestintäsimulaatiota ja korkean suorituskyvyn laskentaa") Raportissa korostettiin myös erityisesti, että kvanttiviestintä, kyky välittää valon tai aineen kvanttitiloihin koodattua tietoa, on tällä hetkellä aktiivinen alue Raportissa todetaan myös, että "Pidemmällä aikavälillä kvanttiverkot yhdistävät hajautettuja kvanttiantureita mahdollistamaan kvanttiinformaation pitkän matkan siirron"
Siinä todettiin lisäksi, että ratkaisut "voivat saada jatkuvaa huomiota ja tukea, ilmaantua 5-10 vuoden sisällä. Ouantum Communication -projekti tekee perustavaa laatua olevaa tutkimusta optisten kvbittien luomisesta, siirtämisestä, liittämisestä, tallentamisesta, käsittelystä ja mittaamisesta - kvanttitiloista. fotonit Erityistä huomiota kiinnitetään tämän tutkimuksen soveltamiseen tulevaisuuden kvanttitietoteknologioihin. Saavutuksemme ovat nopeat kvanttiavainten jakelujärjestelmät (QKD) turvallisten viestien ja yksittäisten valokuvien luomiseksi atoingle-fotoni-taajuusmuunnosteknologioihin liittääkseen kiinteät kubitit näkyvällä kaistalla lentävien kubittien kanssa televiestinnässä. Yksifotonidetektorit ja erittäin herkät spektrometrit teleteollisuuteen Nykyinen tutkimusohjelmamme keskittyy kvanttitoistinten kehittämiseen ja toteutukseen kvanttitoistin mahdollistaa kvanttitietojen vaihdon kahden etäisen kvanttijärjestelmän välillä Kvanttitoistoa käytetään laajentamaan toimivia etäkommunikaatioita tulevaisuuden kvanttiverkkoina. tutkimuksella pyritään kehittämään ja toteuttamaan ja karakterisoimaan kvanttitoistimien oleellisia rakennuspalikoita, mukaan lukien yksittäiset fotoniparilähteet, kvanttimuistit ja kvanttirajapinnat, jotka voivat olla käytännöllisiä ja skaalautuvia integroituna inkaatiojärjestelmänä.
Sisäiset SPDC-fotoniparit Yhteistyö1535/1570nmnmnmnmn-/BandwidthFreq-muunnos"NNarrowinterface/1310FWM-fotonikvanttimuisti/taajuudenmuunnosCesium-atomijärjestelmäparit lähellä 895 nm895nmBell-tilan mittausvalokuvan DC:n mittaus1Narrow1Tnm m1310/895mmLiitäntä/711nmFreq-muunnosUlkoinen YhteistyöKvantiTimanttipohjainenKaistanleveysfotonilähteetLiitäntä/Freg-muunnosKvanttiBandwidthTallennuslähteetrajapinnan suunnittelumittakuvassa näkyy projektimme tiekartta Yhteenvetona, teemme tutkimusta ja kehitys (T&K) kvanttitoistinten ja tukimittaustekniikoiden suhteen. Ylistämme perustavanlaatuisen kvanttitutkimuksen ja käytännön sovellusten välillä teollisuuden ja kaupallistamisen välillä.
Saat lisätietoja ottamalla yhteyttä projektin johtajaan, tohtori Xiao Tangiin. Lisätietoja ItlQuantum Information -ohjelmasta saat valitsemalla linkin 'ITL Quantum Information Programmeournal papersO Slattery, L Ma, P Kuo ja Xidth lähde kvanttitoistimille erittäin rappeutumattomista fotonipareista lyhyt yksiresonanssionteloApplied Physics B,121, 413419(2015)g-Su Kim, Oliver Slattery, Paulina s KIith jatkuvan aallon monimuotoinen koherentti valo, Optics Express, Vol 22, Issue 33611-3620
O Slattery, L Ma, P Kuo, Y Kim ja X Tang, "Taajuuskorreloitu bifotospektroskopia viritettävällä ylösmuunnosdetektorilla, Laser Phys Lett 10 075201(2013)4 Yong-Su Kim, Oliver Slattery, Paulina s Kuo ja Xiao Tang, "Conditions for two-hoton interference with koherents pulss, Physical Review A 87, 063843(2013)5 Paulina s Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Yong-Su Kim, M M Fejer ja XiTang", Melun vähentäminen yhdessä -fotonitaajuusmuunnos, "Optics Letters Vol386 Paulina sKuo, Oliver Slattery, Yong-Su Kim, Jason S Pelc, Martin M Fejer ja XiaoTang, "Ylösmuunnosilmaisimen ja spektrometrin spektrivaste, Optics Express, Vol21, Issue19, pp2223 20137 L Ma, O Slattery ja X Tang, "Yksi fotonin taajuuden ylösmuunnos ja sen sovellukset, Physics Reports, Vol 521(2) 69-94, (2012) 8 J Pelc, P Kuo, O Slattery, L Ma, X Tang , "Dual-channedetector at 13 microns", Optics Express, Vol 20(17), 19075(2012)ps, C Langrock, Q Zhang, O Slattery, X Tang, M Fejer, "Long550 nm: suorituskyky andOptics Express, vol19( 22,21445-2145620l1)10 M Rakher, L Ma, O Slattery, X Tang ja K
Srinivasan, ""Yksittäisten fotonien samanaikainen aallonpituuden translaatio ja amplitudimodulaatio kvanttipisteestä, Physicaleview Letter, Vol 107, 083602 (2011) L Ma, M Rakher, M Stevens, O Slattery, K Srinivasan ja X Temportons seuraavien freOptics Expressin, ve2 L Ma, J Bienfang, O Slattery ja X Tang, " Up-conversion single-photon detectorusing multi-aallonpituusnäytteenottotekniikoita, "Optics Express, Vol 19(6), 5470-54793 M Rakher, L Ma (ensimmäinen kirjoittaja), O Slattery, X Tang ja Ktransduction of telecommunications-band single photonsquantum dot by Frequency upconversion, Nature Photonics, Vol 4, 786-doi:101038/ photon2010221(20L Ma o slattery and X Tang spektritaajuuden ylös-CeLaser ph15 L Yan, L Ma ja X Tang, "" Bragg-Grating Enhanced kapeakaistainen spontaaniparametrinen alasmuunnos, Optics Express, Vol 18(6), 2556-2559(2010)L Ma, O Slattery ja x Tang , Havaitseminen ja yksittäiset fotonsiiniviestintäkaistat, joissa käytetään ylösmuunnostekniikkaa, " Laser Physics, Vol7 L Ma, O Slattery, T Chang ja x Tang, " Ei-degeneroitunut peräkkäinen aika-kaksijaksoisesti napainen KTp-aaltoputki, Optics Express, Vol17(18), 15799-15807(2009)L Ma, O Slattery ja X Tang"Kokeellinen tutkimus korkean herkkyyden infrapunaspektrometristä aaltoputkipohjaisella ylösmuunnosilmaisimella, Optics Ex7(16),14395-14404(2009)
L Ma, A Mink ja X Tang, High Speed Quantum Key Distribution over Optical Fiberetwork System, National Institute of Standards and Technology -tutkimuslehti, VolI14(3),149-177,(2009)20 L Ma, S Nam, H Xu, B Baek, T Chang, O Slattery, A Mink ja X Tang, 1310 nm:n differentiaalinen vaihesiirto QKD-järjestelmä, joka käyttää suprajohtavia yksittäisfotonin ilmaisimia, NewJournal of Physics, Vol 11, 054020,(2009)21 A Mink, J Bienfang , R Carpenter, L Ma, B Hershman, A Restelli ja X tang Ohjelmoitava Instrumentointi GHz:n signalointi kvanttiviestintäjärjestelmille of Physics, V054016,(2009)2 L Ma, T Chang, A Mink, O Slattery, B Hershman ja X Tang" ExperimetDemonstration of a Detection-time-bin-shift Polarisaatiokoodaus Quantum KeyDistribution System", IEEE Communications Letters, Vol 12(6), 459-461(2008)23 L Ma, A Mink, H Xu, O Slattery ja X Tang, " Experimental DemonstrationQuantum Key DistributEE Communication Letters, Vol ll(12), 10124 H Xu, L Ma, A Mink, B Hershman ja X
tang, 13 10 nm:n kvanttiavaimen jakauma 1550 nm:ssä, Optics Expol15(12)247~7260(2007Boisvert, C Clark ja C Williams, "Kokeellinen tutkimus nopeasta polarisaatiokoodauksesta kvanttiavaimen jakaumalla yliftillä Mbit/s", Optics Express, v14(6),2062-2070(2006)Conference pL Ma, O Slattery, P Kuo ja 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 ja X Tang, "Comparing the linedths from Single-PassSPDC and Singly-Resonant Cavity SPDC Proc of SPIE, Vol 9615, 961507-CommunicationSPIEsQu1an ja Quantum Imaging (2015) Paulina s Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Lijun Ma ja Xiao Tang, "Domainengineered pplntangled photon Generation and other quantum infapplications", "Proc SPIE, 9136, 913403, (2014, A4) Nakassis, "LDPC Error Correction for Gbit/s QKD", Proc SPIE, V04-1 to 912304-13, SPIE Defense Security senO Slattery, L Ma, P Kuo, Y Kim ja X Tang" Viritettävä ylösmuunnosilmaisin foingle fotoni ja bi-fotoni-infrapunaspektroskopiasovellukset, Proc SPIE, Vol 872687260Y-87260Y-9, SPIE Defense, Security and Sensing(2013)6 Paulina S Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Yong-Su Kim ja Xiao Tang sukupolvi, Entangledphoton vaihemoduloidussa, näennäisesti vaihesovitetussa kiteessä, 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 ja Xiaopaper JTh2A 86, CLEO 2013 (201 fotonin taajuusmuunnos", OSA Technical Digesang, Efficient, lo8 Paulina s Kuo, Jason S Pelc, Oliver Slattery, Yong-Su Kim ja Xiao Tang, " Kietoutuminen vaihemoduloidussa, kvasifaasisovitetussa kristallissa", "P1SPIEVol 8875 887508-1 SPIE Optics and Photonics (2013)9 O Slattery, P Kuo, Y Kim , L Ma ja X Tang, "Narrowed Bandwidth SPDC CorrelatedPhoton Source using Volume Bragg Grating, IX, Proceedings of SPIE 8518, 85180Y10, SPIE Quantum Communications and Quantum Imaging (2012)P S Kuo, JS Pelc, O M Fejertery, O M Slattery Tang, "Kaksikanavainen, yhden fotonupkonversion ilmaisin lähellä 1300 nm, Proceedings of SPIE 8518, 8518001-12(2012)P S Kuo, JSPelc, O Slattery, L Ma, M M Fejer ja X Tang, "Dual-130nelda0tm Esitetty epälineaarisessa photorDigestissä, paperissa NM3C6 Optical Society of America (2012)12 L Ma, J Bienfang, O Slattery ja X Tang, "Frequency up-conversion single-photoldectors for quantum communication systems", Proc SPIE, Vol 8033, 803306-803306 , SPIE Advanced Photon Counting Techniques V, (2011)13
L Ma, O Slattery ja X Tang, "Tutkimus kohinan vähentämisestä ylösmuunnossinglessä81508-1~781508-8, SPIE QuantunCommunications and Quantum Imaging Vlll, (20104 L Yan, L Ma ja X Tang, " Narrow - SpontaneousVIll:stä luodut kaistan fotoniparit (20L Ma, O Slattery ja X Tang, erittäin herkkä NIr-spektrometri, joka perustuu taajuuden nousun muunnosilmaisimeen, " Proc SPIE, Vol 7680, 76800P-1--76800P-10 SpectroGenercopication, SPIEstroGenercopication Techno VIl, 17 L Ma, O Slattery, A Mink ja X Tang, "Low noise up-conversion single photondetector and its application in quantum information systems", Proc SPIE, Vol 74654650W-1-74650W-13, SPIE Quantum Communications and Quantum Imaging VIlB Baek, L Ma, A Mink, X Tang ja s Nam, " Detector performancedistanevire single-fotoniset ilmaisimetProc SPIE, Vol 7320 73200D-1-73200D-8, SPIE Defense, Security and Sensing 0909)X Tang, L Ma, A Mink , T Chang, H Xu, O Slattery, A Nakassis, B Hershman, DBoisvert, High-Speed Quantum Key Distribution System for Optical Fibernetworks in Campus and Metro Area", Proc SPIE, VoL 7092, 709201-1-709201-15, SPIEQutum, Viestintä ja kvanttikuvaus VI,(2008)20 L Ma, T Chang, A Mink, O Slattery, B Hershman ja X tHavaitsemisaika-binsiirtymisjärjestelmät polarisaatiokoodaukseen Quantum Key Distribution System, (kutsuttu)
paperi), Proc SPIE, Vol 7092, 709206-1-709206-10, SPIE Quantum Cd Quantum Imaging VI, (200821 H Xu, L Ma, X Tang, " Matalakohinainen PPLN-pohjainen yhden fotonin ilmaisin, 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, " High-Repeation Distribution Quan " PrOc SPIE, 678067800CD Rogers, J Bienfang, A Mink, B Hershman, A Nakassis, X Tang, L Ma, D Su, CWilliams ja C Clark, ""Nopeat fotonien laskentatekniikat laajakaistaiseen kvanttiavainten jakeluun, Proc SPIE, Vol 6372, 637211 SPIE Optics East 06, (2006H Xu, X Tang, Polarisaatiopalautus ja automaattinen kompensointi kvanttiavainverkossa", SPIE Quantum Communications and Quantum Imaging IV, ProcSPE6305,630513-1-63051 T3-63051 L Ma A Mink A Nakassis, H Xu, B, Hershman, J, Bienfang, D, Su Rlark ja C williams, "Esittely aktiivisesta kvanttiavaimen jakeluverkosta 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 ja C Clark, "Vapaan tilan kvanttisalaus H-alpha 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 ja C Williams, Quantum Key Distribution -järjestelmä, joka toimii yli 4 Mbit/s avainnopeudella Proc SPIE 6244OP-1- 62440P-8 SPIE Defense and Security 06, ( 2006) 28 A Mink, X Tang, L Ma, A Nakassis, B Hershman, J Bienfang D Su, R F BoisvertC Clark ja C williams, " High Speed Quantum Key Distribution System tukee reaaliaikaisen videon kertakäyttöistä salausta", 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 jakeluPolarizationEncoding, Proc SPIE Vol 5893: 1A-1-1A-9 SPIE Quantum Communications and Books ChaptersL Ma, O Slattery ja X Tang, "Yksifotonin havaitseminen käyttämällä taajuuden ylösmuunnoksia pimittauksia ja korkean energian fysiikkaa InTech, ISBN 978-953-307-277-7,(2011)2 A Mink, L Ma, B Hershman ja X Tang, "Kvanttiverkkojen sovellus varmistaa videovalvonnan", luku 6 videovalvonnassa In -Tech, ISBN : 978-9307-436-8,(2011)3 L Ma, O Slattery ja X Tang"NIR-yksifotonidetektorit ylösmuuntoteknologialla ja sen sovellukset kvanttijärjestelmäjärjestelmissä" Luku I5 Laser- ja sähköoptiikan kehitys, N Costa ja A Cartaxo ed In-Tech, ISBN: 978
ja mahdollisuudet
ToimittajastaMichael Erbschloe on työskennellyt yli 30 vuoden ajan analysoiden tietotekniikan taloustiedettä, teknologiaan liittyvää julkista politiikkaa ja hyödyntäen teknologiaa uudistavassa organisaatioprosessissa. Hän on kirjoittanut useita kirjoja tietotekniikan sosiaalisista ja johtamiskysymyksistä, jotka on julkaissut Mc. Graw Hill andublishers Hän on myös opettanut useissa yliopistoissa ja kehittänyt teknologiaan liittyviä opetussuunnitelmia
Hänen uransa on keskittynyt useille toisiinsa liittyville alueille Teknologia
strategia, analyysi ja ennustaminenOpetus- ja opetussuunnitelmien kehittäminenKirjojen ja artikkeleiden kirjoittaminenJulkaiseminen ja editointiJulkisen politiikan analyysi ja ohjelmien arviointiSosiaalinen mediasota(crc Preoty Research Programs of the Threat Level Red: CyberUS Govrfare: Equal Weapons for All (auerbach-julkaisut)Sisäpiiriläisten pääsyn estäminen: Paranna organisaation turvallisuutta (Auerbach-julkaisut) IT:n fyysistä turvallisuutta (Elsevier ScienceTS-spyware (Butterworth-HeImplementing Homeland Security in Enterprise IT Digital Press Guide to Disaster Recovery) (kurssiSosiaalisesti vastuullinen IT-hallinta (digitaalinen lehdistö) Informatic Carfare: Miten sCyber Attacks c -tietoturvahyökkäyksiin(M) (Mc Graw Hill)et Privacy: Opas kehittämään sähköisen liiketoiminnan tietosuojasuunnitelman toteuttamista (McGraw Hill)johdantoKvanttilaskenta perustuu kvanttibitteihin tai kubitteihin Toisin kuin perinteiset tietokoneet, joissa bittien arvon on oltava joko nolla tai yksi, kubitti voi edustaa nollaa, ykköstä tai molempia samanaikaisesti. Tiedon esittäminen kubiteissa mahdollistaa tietojen käsittelyn tavoilla, joilla ei ole vastinetta klassiseen laskemiseen, hyödyntäen sellaisia etuja, kuten teoriassa voidaan ratkaista tiettyjä ongelmia muutamassa päivässä, mikä kestäisi miljoonia vuosia. klassisessa tietokoneessa Kvanttitietokoneet – mahdollinen tulevaisuuden tekniikka, joka mullistaisi laskennan hyödyntämällä kvanttibittien eli kubittien omituisia ominaisuuksia. Qubitit ovat kvanttianalogeja klassisille tietokonebiteille0" ja "1 Suunnittelumateriaalit, jotka voivat toimia qubitteinä, ovat teknisesti haastavia
Chicagon yliopiston ja Argonnen kansallislaboratorion tutkijat ennustivat supertietokoneiden avulla mahdollisia uusia kubitteja, jotka rakennettiin jännittyneestä alumiininitridistä. Lisäksi tutkijat osoittivat, että tietyt äskettäin kehitetyt piikarbidin kubitit loQuantum-tietokoneissa voisivat rikkoa yleisiä salaustekniikoita, etsiä valtavia tietojoukkoja ja simuloida. kvanttijärjestelmät murto-osassa ajasta, joka kuluisi nykypäivän tietokoneilta. Mutta vaikeita menetelmiä on ensin hyödynnettävä, mikä saattaa pienentää yhtä merkittäviä esteitä kvanttitietokoneiden skaalaamiselle pienistä prototyypeistä suurempiin teknologioihin. timanteissa Timanttien käyttö on sekä teknisesti haastavaa että kallista Chicagon yliopiston ja Argonnen kansallisen laboratorion tutkijat ovat ehdottaneet, että alumiininitridissä on vuosivirhe, joka voisi vähentää kvanttilaskentasovellusten materiaalien valmistusvaikeuksia. Edisonin ja mirasupertietokoneiden käyttäminen DOE:n National Energy Research Scientificin kansallisessa energiatutkimuksessa Centerin ja ArgonneNational Laboratoryn tutkijat havaitsivat, että rasittamalla altnitridiä he voivat luoda materiaaliin rakenteellisia vikoja, jotka voidaan valjastaa kubitteiksi, jotka ovat samanlaisia kuin ne, jotka nähdään diamoneir-laskelmissa käyttämällä eri tasoisia teoriamuotoisia WEST-koodeja, jälkimmäinen kehitettiin Urtyssa. Chicago Thecodesin avulla he pystyivät ennustamaan tarkasti vikatasojen sijainnin puolijohteiden kaistavälissä. Tutkijat tekivät myös tiivistä yhteistyötä kokeelaisten kanssa ymmärtääkseen
ja parantaa kubittien suorituskykyä teollisissa materiaaleissa Äskettäin he osoittivat, että piikarbidissa verkkokehitetyillä kubiteilla on paljon pidemmät koherenssiajat kuin timantin vakiintuneemmilla vikakubiteilla. Heidän tulokset osoittivat teollisesti tärkeitä polyatomikristalleja lupaavina isäntinä koherenteille kubiteille skaalautuville kvanttilaitteilleenergy gov/ascr/highlights/2017/ascr-2017-01-a/Peter Shorin vuonna 1994 tekemä läpimurtolöytö polynomiaikaisesta kvanttialgoritmista kokonaislukufaktorointia varten herätti suurta kiinnostusta löytää uusia kovia ohjelmia, joilla niitä voidaan ajaa ja kehittää. tutkimustyöt tuottivat ongelmallisia kvanttialgoritmeja ja useita lupaavia laitteistoalustoja kvanttilaskentaan. Näihin alustoihin kuuluu analogisia järjestelmiä (yleensä kylmiä atomeja), joita käytetään simuloimaan kvanttihilamalleja kondensoituneen aineen ja korkean energian fysiikasta, kvanttimellareita kombinatoriseen näytteenottimeen, optimointiin ja pieniin boson-näytteenottimiin. digitaalisten porttimallien kvanttitietokoneiden meluisia prototyyppejä mittakaavassa Pidemmällä aikavälillä skaalautuvien, vikasietoisten, digitaalisten kvanttitietokoneiden ilmaantuminen on uusi suunta korkean suorituskyvyn laskennassa perinteisinä tekniikoina niiden perustavanlaatuiset rajoitukset Kvanttinopeudet on löydetty useilla DOE:n mielenkiintoisilla simulaatioilla. ched partdin materiaalitieteeseen sekä data-analyysiin ja koneoppimiseen
Lisäksi on löydetty kvantinopeuksia sovelletun matematiikan lineaarisen algebran perusprimitiivien, integraatiooptimoinnin ja graafiteorian kannalta. Nämä osoittavat kvanttitietokoneiden mahdollisuudet tuottaa parempia skaalausmenetelmiä (joissakin tapauksissa eksponentiaalisesti parempia) tieteellisten laskentatehtävien suorittamiseen. tämä potentiaali ei riipu ainoastaan kvanttilaskentalaitteiston kehityksestä, vaan myös edistymisestä kielten optimoinnissa ja kääntäjissä, jotka kääntävät nämä abstraktit algoritmit konkreettisiksi toteutettavissa oleviksi kvanttisekvenssiksi, sekä simulaattoreita näiden sekvenssien testaamiseksi ja tarkistamiseksi. Tällaisten ohjelmistojen kehitys on viime aikoina edistynyt nopeasti, mikä voi odotetaan jatkavan riittävän tuen ansiosta erittäin monimutkaisen kyselyn kirjoittamisessa tietokoneellesi ja joutuessaan odottamaan pidempään kuin elinikäisiä tuloksia. Davide venturellin kaltaiset kiittäjät voisivat arvioida tulokset uudelleen sekunnin murto-osassa Davide on kvanttitietokoneiden tutkija University Space Research Associationin Quantumissa teoria selittää kuinka aine toimii tyrissä
els; soveltaessaan sitä tietojenkäsittelyyn tutkijat tutkivat tapoja, joilla tämä käyttäytyminen voi edetä, tutkia kuinka hallita näitä kvanttikäyttäytymiä, saada ne tapahtumaan, jotta voidaan murskata lukuja ja päästää tietotekniikassa tunnetuista rajoista Kvanttitietokonetutkijat auttavat ratkaisemaan ongelmat Tutkimuksessaan he tekevät kvanttiteoriaan perustuvia tieteellisiä oletuksia ja tekevät sitten kokeita testatakseen, toimivatko heidän ratkaisunsa. Nämä tutkijat voivat olla mukana erilaisissa projekteissaften keskittyvät etsimään teoriaongelmia löytääkseen parhaan mahdollisen nykyään yleisimmistä, prosessoivat tietoa käyttämällä muuttujia, joiden arvo on I. joko O tai 1) kerrallaan Kvanttitietokoneet voivat käyttää molempia arvoja samanaikaisesti mikä johtaa nopeampaan prosessointiin Tiedämme, että kvanttitietokoneet ovat tehokkaampia kuin mutta emme vielä tiedä kuinka paljon Tutkimus Tietotekniikkaa tutkiessaan kvanttitietokoneiden tutkijat ajattelevat mahdollisuuksia
Esimerkiksi Davide kysyy tutkimuksessaan kysymyksiä, kuten: "Mikä on nopein mahdollinen tapa saada tietokoneet käsittelemään tietoa, ja muut tiedemiehet käyttävät kvanttiteoriaa ymmärrystään ratkaisujen löytämiseen. Heidän tutkimuksensa voi johtaa ongelmanratkaisuprosesseihin, jotka laskea ja lajitella tietoa paljon nopeammin Esimerkiksi tutkijat saattavat kehittää teoreettisen ratkaisun, jota voidaan käyttää vain kvanttitietokoneissa, jotka on suunniteltu tuottamaan parempia sääennusteita. Kokeet Kvanttitietokonetutkijat voivat testata, toimivatko heidän teoriansa, tehdä kokeita tai työskennellä kokeellisten fyysikkojen kanssa. voi luoda akvanttiympäristön tietokonelaitteistoa, sitten testata, kuinka kyseisessä ympäristössä olevat hiukkaset reagoivat laserintensiteetin eri tasoihin. Kokeet, jotka vahvistavat teorian, voivat johtaa parannuksiinsch koska tehokkaampi tietokonesuunnittelu ja nopeat verkot Mutta teoriaan luottaminen tarkoittaa sitä, että tiedemiehet työskentelevät epätäydellisten tietojen kanssa - Seles yllättyi Ne johtavat päinvastoin kuin oletetaan, Davide sanoo, ja analysoit dataa yrittääksesi selvittää miksi Kvanttitietokonetutkijaksi ryhtyäksesi tarvitset yleensä tohtorintutkinnon (Ph D) ominaisuuksia ja taitoja virallisen valtakirjan lisäksi. tutkijatquantum-tietokonetutkimuksen tutkijoiden tulisi nauttia siitä, että he ovat osa tiimiä ja jakavat omansa
löydöt muiden kanssa, joihin voivat kuulua insinöörit, matemaatikot, fyysikot ja tohtoriopiskelijat. Tämä yhteistyö auttaa tuomaan erilaisia näkökulmia ongelman ratkaisemiseen. Ideat hyödynnetään, kun työskentelet eri ryhmien kanssa, Davide sanoo: "Kollegani ovat erittäin älykkäitä ja avoimia. ajattelevat ihmiset Kuten monet tiedemiehet, kvanttitietokoneiden tutkijoilla on oltava vahvat analyyttiset, kriittiset ajattelu- ja päättelytaidot ratkaistakseen monimutkaisia ongelmia. Huomio yksityiskohtiin on kriittistä. heidän tutkimuksensa yhteistyökumppaneiden kanssa. Kvanttitutkijat voivat kirjoittaa artikkeleita ja esitellä havaintojaan konferensseissa Heidän on ehkä myös tehtävä apurahaehdotuksia tutkimushankkeiden rahoittamiseksi. Ja jatkotutkinto-ohjelmat sisältävät tyypillisesti tietojenkäsittelytieteen, matematiikan ja fysiikan. Saatat päättää suorittaa maisterintutkinnon kvanttilaskennan luokilla ennen tohtorintutkintoon tuloa
Davide opiskeli fysiikkaa kandidaatin ja maisterin tasolla, mutta hän oli myös intohimoinen tietokoneisiin. Ei ole yllättävää, että kvanttilaskenta herätti hänen kiinnostuksensa. Bureau of Labor Statistics (Bls) ei kerää tietoja nimenomaan kvanttitietokoneiden tutkijoista. Sen sijaan BLS saattaa laskea nämä työntekijät fyysikkojen joukkoon, joista 5 650 työskenteli toukokuussa 2015. Fyysikkojen mediaanivuosipalkka korkeakouluissa ja ammattikouluissa. useimmat kvanttitietokonetutkijat työskentelevät todennäköisesti - oli 63 840 dollaria, mikä on enemmän kuin kaikkien kvanttitietokoneiden tutkijoiden keskipalkka 36 200 dollaria. He työskentelevät pääasiassa sisätiloissa, akateemisissa ympäristöissä ja voivat matkustaa usein osallistuakseen seminaareihin tai konferensseihin Painopistealue tai projekti tyyppi voi sanella työnsä tiettyjä yksityiskohtia Esimerkiksi erityisen monimutkaisten teorioiden testaaminen voi viedä päiviä joko itsenäisesti tai muiden kanssa
Olipa sitten yksin tai kollegoiden kanssa, Davide nauttii työstään riippumattomuuden puolesta, jonka työ tarjoaa Sinulla on paljon älyllistä vapautta Kukaan ei todellakaan kerro sinulle mitä tehdä, hän sanoo: "Kiertue on käynnissä: Domingo Angeles, " Quantum Computer -tutkija, "Ura Outlook, USA
Bureau of Labor Statistics, uly2016https://wwwblsgov/careeroutlook/2016/yure
Kvanttitietotekniikan potentiaalin hyödyntäminen ja korkean suorituskyvyn laskeminen 26. 2016 klo 18.07 ET, Altaf H (Tof) Carim, William T(Tim) Polk ja Erin SzulmanHallinto raportoi haasteista, mahdollisuuksista ja polkua eteenpäin kvanttitietotieteessä ja julkaisee suunnitelman korkean suorituskyvyn laskentaa varten Kvanttimekaniikka kuvaa aineen ja energian käyttäytymistä ja vuorovaikutusta atomien tai subatomisten hiukkasten asteikolla, mutta kvanttikäyttäytyminen voi usein tuntua oudolta ja vastakohtaiselta Esimerkiksi korkeintaan perustaso, sekä aine että säteilevä näkyvä valo) käyttäytyvät jollain tavalla kuin erilliset hiukkaset ja toisaalta kuin jatkuvat aallot, mikä johtaa yllättäviin ominaisuuksiin. Näihin kvanttiilmiöihin kuuluu superpositio (jossa järjestelmä sisältää samanaikaisesti kaikki mahdolliset mittaustulosten todennäköisyydet, ja sillä on vain kiinteä valtch aentanglement (superposlihiukkaset, joissa niiden ominaisuudet korreloivat keskenään) Adv-ominaisuuksien ottaminen prosessoimaan tietoa kvanttiilmiöiden ja informaatiotieteen risteyksessä - tarjoaa ainutlaatuisia ja jännittäviä mahdollisuuksia havainnointiin, metrologiaan, navigointiin, kommunikaatioiden perusfysiikkaan, simulaatioon, uusiin paradigmoihin tietojenkäsittely ja monet muut alueet
Näistä jännittävistä näkymistä on yhteenveto National Sciand teCouncilTC:n uudessa raportissa Advancing Quantum Information Science: National Challenges and Opportunities Tänään julkaistava nstc-raportti on virastojen välisen työryhmän tulos, joka perustettiin arvioimaan kentän koordinaatin nykyistä tilaa. toimiin asianomaisissa liittovaltiotasoissa, ottaa sidosryhmiä mukaan ja pohtia tapoja puuttua esteisiin ja helpottaa kvanttitietotiedettä (QIS). Tähän mennessä toteutettuihin ponnisteluihin on kuulunut virastojen johtamia sisäisiä keskusteluja ja virastojen välisiä työpajoja ja julkisia tietopyyntöjä; työryhmätyöskentelyyn kuuluu sekä liittovaltion toimintaa että uudel- leenkehityksen tavoittamista sekä siihen liittyviä yhteisöjä laajan ekosysteemin tukemiseksi, jota tarvitaan tiedon toteuttamiseen. Täydennyksenä virastojen väliseen raporttiin Energiaministeriö (dOe) julkaisee myös äskettäisen Quantum-pyöreän pöydän raportin. Anturit perustieteen, kvanttiinformaatiotieteen ja tietojenkäsittelyn risteyksessä Pyöreän pöydän raportti tarjoaa tutkimusyhteisön asiantuntijoiden näkökulman lupaaviin tieteellisiin suuntiin, tarpeisiin
lisäkehitys ja mahdolliset lähestymistavat, jotka ovat yhdenmukaisia doe ovat myös pitäneet työpajoja ja toteuttaneet muita toimintoja, jotka heijastavat kasvavaa huomiota Qdingiin äskettäin lanseerattu crossConnections in Quantum Information Science, joka täydentää ja koordinoi useita olemassa olevia ohjelmia tietyillä tieteenaloilla ja vahvat yhteydet muihin vastaaviin tiede- ja teknologia-aloitteet, merkittävä synergia Qis-ponnistelun ja NSCI:n välillä) NSCI on koko kansakunnan hanke, jonka Executive Orde292015 on luonut, jotta voimme varmistaa meille jatkuvan johtajuuden korkean suorituskyvyn tietojenkäsittelyssä (HPC) ja maksimoida HPC:n taloudelliset hyödyt ja tieteellinen löytöYksi keskeinen NsCI:n strateginen tavoite on luoda seuraavan 15 vuoden aikana elinkelpoinen tie tulevaisuuden hPC-järjestelmiin
Nsci pyrkii tähän tavoitteeseen kahdella rinnakkaisella tekniikalla, jotka nopeuttavat perinteistä digitaalista laskentaa sen jälkeen, kun virtapuolijohdeteknologian rajat on saavutettu; ja joukko uusia laskentaparadigmoja - mukaan lukien kvanttilaskenta - ongelmien ratkaisemiseksi perinteisen korkean suorituskyvyn laskennan ulkopuolella. Jotkin lupaavat vaihtoehdot molemmilla NSCi-poluilla riippuvat QI:istä. Kvanttivaikutusten ymmärtäminen ja hallitseminen on ratkaisevan tärkeää varaukseen perustuvan komplementaarisen metallioksidin miniatyyrisoinnissa. puolijohdelaitteet (CMOS) ja jalostaa vaihtoehtoja digitaaliselle laskennalle, kuten spin-pohjaisille CMO:ille tai suprajohtavalle laskennalle. Perus- ja sovellettujen QI-tutkimusta ja -kehitystä tarvitaan myös niiden laskennallisten ongelmien selvittämiseksi, joihin potentiaalinen kvanttitietokone voisi puuttua, ja ratkaista lukuisia haasteita OSTP julkaisee myös National Strategic Computing Initiativen (NSCI) Strategisesti kehitetyn HPC-ekosysteemin, joka vastaa hallinnon, teollisuuden sekä aca and aanin tarpeita, nsci Executive Councilin kirjoittaja nsci:n vision toteuttaminen vaatii tämän strategisen suunnitelman. (Suunnitelma) keskittyy alueisiin, joilla hallituksen sitoutuminen on välttämätöntä, mikä lisää teknologista kapasiteettia, laskennallista perustaa ja työvoimakapasiteettia nscl:n vision toteuttamiseksi. Suunnitelmassa yksilöidään liittovaltion virastoille ja mahdollisiin toimiin annetut roolit laajojen kaupallisten ajureiden ja hallituksen NSCI:n alueella, mutta Aloite riippuu liittovaltion hallituksen, teollisuuden ja korkeakoulujen välisestä syvemmästä yhteistyöstä uusien HPC-tekniikoiden ja -infrastruktuurin kehittämisessä, kaupallistamisessa ja käyttöönotossa. NsCI pyrkii luomaan ja tukemaan yhteistoiminnallista ekosysteemiä strategisessa laskennassa, joka tukee tieteellisiä löytöjä ja