Herrera QIS 研究员。研究提案必须与更广泛的量子信息科学领域相关,涉及以下领域:算法和应用;量子设备的基准测试、特性描述和优化;新型量子比特校准和控制方案;量子设备和噪声建模;以及许多量子比特量子平台的误差缓解技术
想法是QIS的应用量子网络的关键挑战之一,是解决支持信息转移的距离。要实现商业应用程序的量子网络,信息传输的距离应与传统的沟通方法支持的当前距离相似或beter。在UIUC和UC的研究scientss缺乏获得长途,高质量的纤维链,无法允许tesɵng和特征来进行量子网络信息传输。DOIT一旦意识到这些量子网络挑战,Doit的想法就是利用其资产来提供帮助。特别是,DOIT提供了访问Champaign和芝加哥之间12股高质量纤维的访问权限,并为KCC的数据室提供了访问,KCC是该工厂位于路径上的设施。利用DOIT与KCC的同意,KCC很快就很清楚,可以在UIUC和UC进行量子实验,并在KCC设有量子设备可以建立基于量子的课程,从而支持量子技能的员工培训。KCC迅速制定了一个计划,其目标是KCC成为QIS实验和劳动力发展和培训的区域枢纽。
得益于过去 20 年量子信息科学 (QIS) 的快速发展,潜在的 QIS 应用数量急剧增加,包括量子计算和量子信息处理、量子密码和量子传感。这些应用的物理平台种类也在稳步增加。大多数量子信息载体基于特定频率的电磁辐射,因此不同平台之间的直接接口极具挑战性,甚至不可能实现 [1,2]。这重新引起了人们对解决不同平台之间本地和远程互连问题的兴趣 [3,4]。高效的频率转换器能够改变量子态的频率而不会引起退相干,因此提供了一种理想的解决方案。已经提出并实现了几个这样的系统 [5,6],其中许多依赖于非线性光学材料,并且通常需要波导或腔体来实现足够的非线性 [7,8]。热原子或冷原子中的非线性过程是一种很有前途的替代方案,因为原子共振附近的非线性相互作用得到了强烈的增强。Rb 或 Cs 原子中的双梯形(或菱形)方案对于频率转换特别有吸引力 [9-11]。鉴于碱金属原子已成为
第二个量子革命建立在物理和信息科学的基础研究的基础上,从而引起了我们现在称为量子信息科学(QIS)的学科。寻求新知识和理解的追求推动了新的实验工具和严格的理论的开发,该理论定义了第二波量子技术的路线图,包括量子计算机,量子增强的传感器和通信系统。随着技术的成熟,开发和商业化近期应用程序的竞赛已经加速。在嘈杂的中间量表量子(NISQ)设备的术中[J. Preskill,Quantum 2,79(2018)],基础研究的持续必要性显现出来。在什么条件下,我们可以真正利用量子的复杂性,以及它对潜在有用应用的影响?这些问题在很大程度上仍未得到答复,随着质量质量行业的加剧,基础科学和技术之间的持续反馈至关重要。从这个角度来看,我回顾了好奇心驱动的研究如何导致了激进的新技术,以及为什么寻求基本理解对于进一步的进步至关重要。
除了研发投资外,2021 财年预算还包括对科学、技术、工程和数学教育以及职业培训的投资,这将有助于打造一支多元化、高技能和创业型劳动力队伍,以支持未来的产业。例如,在 NSF,额外的 5000 万美元将用于人工智能和 QIS 的教育和劳动力发展,重点是接触社区学院、传统黑人学院和大学以及少数族裔服务机构。
• 培训:打造当今和未来的量子劳动力。 • 在过去 10 年中,约 150 名 JILA 博士和博士后在 QIS 美国工业和联邦实验室就职。 • 大型公司:Microsoft QC、HRL QC、Honeywell 量子技术、Google QC、Lockheed Martin QC 和量子技术等。 • 成长型公司:Rigetti QC、AOSense 量子技术等。 • JILA 毕业生创办的初创公司:Atom Computing QC、Vector Atomic 量子传感器等。
•我们基于Xilinx的ZCU216开发了QICK2。与ZCU208兼容。•MKIDS:8K频道/板。•它不需要外部模拟搅拌机。•它覆盖了多达10GHz的频谱,并在数字域中生成I-Q音调。•这是我们在U.Chicago(D. Schuster's Lab),Princeton(A。Houck's Lab),匹兹堡(Hatlab)合作的QIS系统的默认设置。•我们正在制作包括放大器,过滤器和步进功率衰减器的同伴RF板。•对于8K频道,费用为$ 2/kid。•50万个频道100万美元。
量子信息科学和技术的出现标志着技术进步的关键时刻。随着量子的战略重要性获得全球认可,人们正在加大努力以发挥其潜力,同时也要应对安全和监管挑战。随着中国、美国和欧盟在量子领域投入巨资,争夺技术主导地位的竞赛已经拉开帷幕。简介量子技术是物理学和工程学的一个新兴分支,它涵盖利用量子现象实现特定目标的技术。随着这些技术的新进展,政策制定者开始关注它们带来的机遇和挑战,并考虑它们在未来的潜在影响。然而,量子技术的商业化取决于所涉及的各种量子应用。一些专家预测,某些技术,例如使用量子计算机解密,可能需要几十年才能投入市场,而其他技术,例如用于生物医学研究的量子传感应用,可能会更快准备就绪。一般来说,不同的技术都基于量子信息科学(QIS),也简称为量子,它研究如何使用量子力学原理处理和传输信息。 QIS 包括专家们所称的主要量子技术:量子计算(量子模拟是其重要子领域)、量子通信和量子传感。许多政府已经意识到,对量子的金融投资对未来至关重要,因为它提供了以更快、更高效的方式解决复杂任务的可能性——这是现有技术无法实现的。目前,欧盟 (EU) 和其他地区的政策举措主要侧重于资助研发项目和创造促进创新的环境。
在洛克希德·马丁公司,我们将 QIS 视为“游戏规则改变者”,它使公司能够继续设计和交付日益复杂的集成系统,同时降低成本并提高性能。我们预计此类技术的应用范围广泛,从银行业网络安全的机器学习,到增强分辨率遥感,再到超安全通信,再到基因组学中的大数据应用。为此,我们正在积极努力探索计算、传感和通信领域的新范式,以便我们的科学家和工程师能够为客户最棘手的问题提供创新的解决方案。