近日，哥倫比亞大學宣布該學校將致力于建造量子模擬器，這一技術(shù)有可能給21世紀帶來革命性的變化，從改進的國防系統(tǒng)到藥物發(fā)現(xiàn)，再到更強大的傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)。下面隨著托普仕老師詳細了解一下。
但在量子計算超越現(xiàn)有處理信息的工具并實現(xiàn)其承諾之前，該領(lǐng)域仍需取得重大進展。
由哥倫比亞大學領(lǐng)導(dǎo)的多學科研究小組將把量子技術(shù)從實驗室?guī)У浆F(xiàn)實世界中去。這個團隊已經(jīng)獲得了100萬美元的國家科學基金會(NSF)融合加速器獎，用來建造一個量子模擬器，一個可以解決在傳統(tǒng)計算機上難以模擬的問題的設(shè)備。該項目包括來自學術(shù)界、國家實驗室和工業(yè)界的物理學家、工程師、計算機科學家、數(shù)學家和教育工作者。
“這筆資金將使我們能夠開發(fā)量子模擬器的概念，幫助解決現(xiàn)實世界的挑戰(zhàn)，”哥倫比亞大學物理學助理教授、該項目的主要研究員塞巴斯蒂安·威爾(Sebastian will)說?！盀榇?，我們召集了一個多元化的團隊，包括原子物理學、光子學、電子學和軟件方面的專家，以及該平臺的未來用戶?！?/p>
美國國家科學基金會于2019年啟動了其融合加速器項目，這是一項美國國家科學基金會和聯(lián)邦政府獨有的重大新研究投資，旨在幫助將符合美國國家科學基金會“大想法”的研究和發(fā)現(xiàn)迅速轉(zhuǎn)化為實踐。2020年，美國國家科學基金會將繼續(xù)投資于兩個具有國家重要性的變革性研究領(lǐng)域:量子技術(shù)和人工智能。
哥倫比亞大學是全國11個獲得第一階段量子技術(shù)聚合加速器獎的機構(gòu)之一。這些獎項支持了2018年通過的《國家量子計劃法案》，以加快量子科學和信息技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展。美國國會已經(jīng)批準為包括計算在內(nèi)的量子信息科學提供高達12億美元的研究資金。
要想開發(fā)出一種量子計算機，并有可能解決許多不同行業(yè)和應(yīng)用中看似棘手的問題，就必須對微觀量子系統(tǒng)進行越來越高精度的控制，以便讓它們用于計算任務(wù)。
有了這筆資金，哥倫比亞大學的研究小組將開發(fā)硬件和軟件概念，以開發(fā)一種基于有序原子陣列的通用量子模擬器。該小組將在單個原子中存儲量子信息，并對其進行編程以進行量子模擬。除了開發(fā)設(shè)備，該公司還計劃通過云計算讓廣大用戶能夠使用該設(shè)備。
在接下來的9個月里，2020年群組融合加速器團隊將努力發(fā)展他們的初始概念，確定新的團隊成員，并參加一個課程集中在設(shè)計、團隊科學、演講準備和演示指導(dǎo)。在開發(fā)出原型后，這些團隊將參加一個投球比賽和提案評估。入選第二階段的隊伍將有資格獲得額外資助:24個月內(nèi)最多可獲得500萬美元。
在第二階段結(jié)束時，預(yù)計團隊將交付大規(guī)模影響社會需求的解決方案。
“量子技術(shù)和人工智能驅(qū)動的數(shù)據(jù)和模型共享主題是根據(jù)社區(qū)的輸入選擇的，并確定了聯(lián)邦研究和發(fā)展的優(yōu)先事項，”美國國家科學基金會(NSF)聚合加速器項目負責人道格拉斯·莫恩(Douglas Maughan)說?！斑@是該項目的第二批，我們很高興這些團隊能夠使用聚合研究和創(chuàng)新為中心的基礎(chǔ)來加速解決方案，有積極的社會影響?！?/p>
模擬器項目組包括來自哥倫比亞大學的合作者，首席研究員Sebastian Will，聯(lián)合首席研究員Alex Gaeta和Nanfang Yu等;布魯克海文國家實驗室，聯(lián)合首席研究員Layla Hormozi和Gabriella Carini等人;紐約城市大學;熨斗研究所;以及來自Atom Computing、QuEra、IBM和彭博社的行業(yè)合作伙伴。
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