UC به رهبری گروه اهدا $25M توسط NSF برای راه اندازی محاسبات کوانتومی موسسه

بنیاد ملی علوم آمریکا امروز اعلام کرد که پنج سال 25 میلیون دلار جایزه برای UC برکلی UCLA و دانشگاه های دیگر برای ایجاد NSF جهش کوانتومی چالش موسسه برای حال و آینده محاسبات کوانتومی. موسسه کار خواهد کرد برای غلبه بر چالش های علمی برای دستیابی به محاسبات کوانتومی و طراحی پیشرفته در مقیاس بزرگ کامپیوترهای کوانتومی که در استخدام دولت از علمی الگوریتم های توسعه یافته توسط محققان.

بر خلاف متعارف, کامپیوتر, کامپیوترهای کوانتومی به دنبال مهار مرموز رفتار ذرات در سطح زیر اتمی برای افزایش قدرت محاسباتی. یک بار به طور کامل توسعه آنها خواهد بود قادر به حل بزرگ بسیار پیچیده مشکلات بسیار فراتر از ظرفیت امروز قدرتمند ترین ابر رایانه. کوانتومی سیستم های انتظار می رود که طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی در بسیاری از زمینه ها از جمله پزشکی, امنیت ملی و علم است.

"مشکلات علمی است که می تواند سن جهان را حل کند در یک کامپیوتر استاندارد به طور بالقوه می تواند تنها در چند دقیقه بر روی یک کامپیوتر کوانتومی" گفت: Eric Hudson, یک UCLA استاد فیزیک و مدیر شرکت جدید موسسه. "ما ممکن است توانایی طراحی جدید دارویی برای مبارزه با بیماری ها در یک کامپیوتر کوانتومی به جای در یک آزمایشگاه. یادگیری ساختار مولکول و طراحی داروهای موثر هر کدام هزاران اتم هستند ذاتا کوانتومی چالش است. یک کامپیوتر کوانتومی به طور بالقوه می تواند محاسبه ساختار مولکول و چگونه مولکول های واکنش نشان می دهند و رفتار کنند."

اگر کامپیوترهای کوانتومی بودند امروز در دسترس آنها ممکن است قادر به بهتر نشان می دهد که چگونه این کروناویروس جدید متصل به سلول های انسانی, برای مثال, و نشان می دهد که چگونه فرآیند می تواند مختل اشاره کرد هادسون که همچنین همکاری مدیر UCLA Center for Quantum علم و مهندسی.

جدید NSF موسسه — که شامل شش دانشگاه دیگر سه نفر از آنها در کالیفرنیا -- خواهد شد به کارگردانی دانشگاه برکلی استاد فیزیک دن Stamper-Kurn.

"این جهش کوانتومی چالش موسسه برای حال و آینده محاسبات کوانتومی برقرار کالیفرنیا به عنوان یک رهبر ملی و جهانی در محاسبات کوانتومی," Stamper-Kurn گفت.

"فن آوری های کوانتومی می تواند تاثیر فوق العاده ای بر مشاغل در کالیفرنیا و ایالات متحده در آینده و تاثیر عمیقی بر زندگی ما" گفت: UCLA اجرایی معاونت ها و کشيش امیلی کارتر. "جدید NSF جهش کوانتومی چالش موسسه برای حال و آینده محاسبات کوانتومی را پایه و اساس این آینده با تکنولوژی بالا و من خوشحال هستم که UCLA دانشگاه کالیفرنیا و بنیاد ملی علوم را بازی نقش مهمی در کمک به شکل آن است."

موسسه خواهد بود چند رشته ای پوشا فیزیک, شیمی, ریاضیات, نوری و مهندسی برق و علوم کامپیوتر و سایر زمینه ها و شامل دانشمندان و مهندسان با تخصص در الگوریتم های کوانتومی, مکانیک و شیمی. آنها را شریک با خارج از موسسات از جمله در حال ظهور کوانتومی صنعت و میزبان سمپوزیوم ها و کارگاه های آموزشی و برنامه های دیگر. چالش های پژوهش خطاب خواهد شد به طور مشترک از طریق یک فرایند است که شامل هر دو نظریه و آزمایش است.

در علاوه بر این به تحقیقات موسسه آموزش دانشجویان تحصیلات تکمیلی به صورت کوانتومی صنعت از آینده است. UCLA بخش فیزیک و نجوم است که ایجاد یک برنامه کارشناسی ارشد در کوانتوم علم و فناوری است که ترکیب انواع رشته های دانشگاهی و ارائه به دانش آموزان دسترسی به برش لبه جهان-کلاس ابزار دقیق. این موسسه همچنین باعث پیشرفت آموزش و پرورش از دبیرستان از طریق تحصیلات تکمیلی و برنامه ریزی برای ارائه دوره های آنلاین است که پیشرفته دانش آموزان دبیرستان و همچنین دانشجویان می توانند.

در جهان عجیب و غریب مکانیک کوانتومی یک اتم یا ذرات زیر اتمی وجود دارد می تواند به طور همزمان در چندین شرایط. در حالی که کامپیوترهای امروزی با تکیه بر یک سیستم دوتایی است که در آن واحد اطلاعات می تواند تنها در یکی از دو حالت ممکن متحده کوانتومی اطلاعات واحد می تواند در کشورهای مختلف و در نتیجه بیشتر محاسباتی امکانات.

"آن را به عنوان اگر یک آهنربا را به جای اشاره به بالا یا پایین را می توان در بیش از یک کشور در یک زمان گفت:" هادسون که اصلی محقق در سه سال معادل 2.7 میلیون کوانتومی اطلاعات علوم تحقیقات جایزه داده شده توسط دپارتمان انرژی ایالات متحده در سال 2018 است. "آهنربا می شود به همان اندازه بالا و پایین در همان زمان."

در حالی که کامپیوترهای کوانتومی به احتمال زیاد به تاثیر زیادی بر روی ملی و اقتصاد جهانی و جوامع در آینده هر دو Stamper-Kurn و هادسون تاکید می کند که چندین انتقادی علمی چالش ها باقی می ماند.

"ما هنوز نمی دانیم که به طور کامل چه کامپیوترهای کوانتومی خوبی انجام" Stamper-Kurn گفت: "ما به صورت عمیق چالش های که بوجود می آیند در پوسته پوسته شدن کوانتومی دستگاه. ماموریت این موسسه به نشانی چالش اساسی در توسعه کامپیوتر کوانتومی."

موسسه اولیه اعضای همه ارشد دانشکده از دانشگاه UC برکلی, UCLA, UC Santa Barbara در کالیفرنیا موسسه تکنولوژی ماساچوست انستیتو تکنولوژی دانشگاه کالیفرنیای جنوبی دانشگاه واشنگتن و دانشگاه تگزاس در آستین. در علاوه بر این به Hudson, UCLA اعضای هیات علمی شامل Wesley کمپبل استادیار فیزیک و ینس Palsberg, یک استاد علوم کامپیوتر در دانشگاه UCLA Samueli دانشکده فنی و مهندسی.

این پروژه همچنین شامل یک همکاری بین دانشگاه UCLA موسسه ریاضیات محض و کاربردی و دانشگاه برکلی را سایمونز موسسه نظریه محاسبات.

"هدف از این مهم مشارکت است که برای ایجاد هر دو موسسه به عنوان برتر مراکز بین المللی برای ریاضیات کاربردی و علوم کامپیوتر کوانتومی," Stamper-Kurn گفت.

"این NSF موسسه تاسیس شده است در برجسته سهم پژوهش در مبانی نظری و تجربی کوانتومی, علم اطلاعات به دست آمده توسط محققان از سراسر UC سیستم را از طریق ما multicampus کالیفرنیا موسسه درهمتنيدگی کوانتومی" گفت: ترزا مالدونادو, UC معاون پژوهشی و نوآوری است. "این جایزه را به رسمیت می شناسد این تیم چشم انداز چگونه پیشرفت های محاسباتی کوانتومی علم می تواند آشکار بنیادی جدید به درک از پدیده در کوله ظهر-مقیاس است که می تواند به نفع نوآوری در هوش مصنوعی, پزشکی, مهندسی, و بیشتر."

هادسون ابراز قدردانی به دانشگاه UCLA کارتر; Miguel García-Garibay رئیس بخش UCLA از علوم فیزیکی و Jayathi Murthy, رونالد و والری شکر دین از دانشگاه UCLA Samueli دانشکده فنی و مهندسی چشم انداز خود را و پشتیبانی مستمر کوانتومی علم و فن آوری است.

این NSF همچنین اعلام کرد دو تن دیگر از پنج سال 25 میلیون دلار جهش کوانتومی چالش موسسات به پشتیبانی کوانتومی سیستم های تحقیق و توسعه: موسسه پیشرفته سنجش و توزیع با استفاده از همبستگی کوانتومی متحده و موسسه هیبرید کوانتومی معماری و شبکه های.

اطلاعات بیشتر در NSF-پشتیبانی از پژوهش در اطلاعات کوانتومی علوم و مهندسی در دسترس است nsf.gov/quantum.