Mga Pundasyon para sa Quantum Internet ay Nagiging Malinaw?

Mga Pundasyon ng Quantum Internet ay Lumilitaw

Ang quantum computing ay nakakamit ng malaking pag-unlad sa iba’t ibang subseksyon ng teknolohiya, mula sa pagtaas ng bilang ng qubit hanggang sa mas magagandang posibilidad ng pagbuo ng quantum networking, isang ganap na bagong estado ng materya, isang operating system para sa quantum networking, at pati na rin paghanap ng mga unang kaso ng paggamit sa pagsasanay ng AI.

Isa pang larangan na nangangailangan ng pansin ay ang pag-develop ng mga quantum light source. Ito ay uri ng ilaw na inilalabas sa paraang nagreresulta sa paglikha ng isang entangled na pares ng mga photon, at iyon lamang. Ang mga entangled na particle ay patuloy na nakikipag-ugnayan kahit na sila ay pinaghiwalay, na nagdudulot ng paglipat ng mga quantum na katangian.

Ang entanglement na ito ay magiging mahalaga para sa pag-network ng mga quantum computer, dahil tanging isang quantum light source lamang ang makakapagdala ng quantum data mula sa isang computer papunta sa isa pa.

Sa ngayon, mahirap lumikha ng maaasahang quantum light sources. Isang opsyon ay ang paglikha ng nonlinear optics, gamit ang mataas na ani ng non-linear optics na kamakailan lamang binuo ng mga mananaliksik sa University of Illinois.

Isa pang opsyon ay umasa sa semiconductor na gallium nitride, na ginagamit na sa mga chip at laser, bagaman ito ay patuloy pa ring pinapaunlad.

Isang bagong pangakong opsyon ang ngayon nagbubukas, gamit ang elementong rare earth na erbium, kasama ang EQUAL initiative (Erbium-based silicon quantum light sources) na binuo ng isang kolaborasyong Aleman-Danes na kinabibilangan ng Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) at ang Technical University of Denmark (DTU).

Bakit Mahalaga ang Erbium para sa Quantum Networking

Ang erbium ay isang rare earth element (atomic number 68), kadalasang ginagamit dahil sa mga fluorescent na katangian nito.

Ang binagong mga salamin o kristal na may erbium ay ginagamit bilang laser optical amplifier para sa mga signal na ipinapadala sa pamamagitan ng fiber optics. Ito rin ay kapaki-pakinabang sa mga laser na ginagamit sa operasyon at dentista (Er:YAG laser), dahil naglilikha ito ng malakas ngunit napaka-pantay na aplikasyon ng enerhiya ng laser.

Ang erbium ay kadalasang kinukuha mula sa mineral na mayaman sa rare earth, madalas na kaugnay ng mga deposito na mayaman sa thorium.

Bagaman dapat gawing perpektong ilaw source ang kakayahan ng erbium na maglabas ng liwanag para sa mga quantum application, hindi pa ito naging posible, dahil ang erbium ay hindi sapat na tumutugon sa pag-stimulate ng liwanag. Kaya sa mga anyong ginagawa ito ngayon, napakalaking bahagi ng quantum na impormasyon ang nawawala sa pagitan ng light source at ng mga quantum chip at memory.

“Isa sa pinakamahirap na layunin ay ang pagsasama ng mga quantum light source sa mga quantum memory. Mukhang hindi ito posible ilang taon lamang ang nakalipas, ngunit ngayon ay nakikita na namin ang isang landas pasulong.”

Søren Stobbe – Propesor sa Technical University of Denmark (DTU)

Paano Binubuksan ng Nanophotonics ang Quantum Potential ng Erbium

Dito nagkaroon ng breakthrough ang pananaliksik sa Technical University of Denmark. Nakabuo sila ng bagong nanophotonic technology na maaaring gawing mas reaktibo ang erbium sa liwanag.

Pinagsasama ng pamamaraan ang mga erbium light emitter sa mga komersyal na ginawa na nanophotonic silicon device.

Pinagmulan: HZDR

Binuksan nito ang daan para sa mga matagal na quantum memory na maaaring gawin sa wafer-scale gamit ang CMOS technology.

“Layunin naming gamitin ang advanced ion beam techniques upang i-implant ang mga atom ng erbium sa maliliit na silicon structure at pag-aralan kung paano makakatulong ang paggamit ng ultra-pure silicon upang mapabuti ang kanilang performance.”

Dr. Yonder Berencén – Propesor Institute of Ion Beam Physics and Materials Research at HZDR.

Ang mga quantum system na ito ay maaaring magamit sa iba’t ibang aplikasyon bukod sa quantum networking at telecommunications, partikular sa integrated photonics na may napakababang konsumo ng enerhiya, at mga bagong pamamaraan ng nanofabrication.

“Ang teknolohikal na bisyon ay nakabatay sa pagsasama ng nanophotonic chip mula sa DTU sa mga natatanging teknolohiya sa materyales, nanoelectromechanics, nanolithography, at quantum system. Maraming uri ng quantum light source ngayon, ngunit alinman sa mga ito ay hindi gumagana kasama ang quantum memory, o hindi tugma sa mga optical fiber.”

Søren Stobbe – Propesor sa Technical University of Denmark (DTU)

Mga Totoong Aplikasyon ng Erbium-Based Quantum Light

Ang pinakamahalagang aplikasyon ng mga proyektong ito ay sa networking ng mga quantum computer, dahil ang paggamit ng erbium ay ginagawang compatible ito sa parehong wavelength ng liwanag na ginagamit sa fiber-optic communication.

Habang isang normal na network ng optical fiber kamakailan lamang naipakita na maaaring gamitin upang magdala ng quantum information kasabay ng normal na daloy ng telecom data, ang kakayahang gamitin ang umiiral na optical fiber infrastructure ay magiging mahalaga para gawing economically viable ang quantum network.

“Ang pananaliksik na ito ay maglalatag ng pundasyon para sa pagbuo ng mga quantum device na maaaring i-integrate sa teknolohiya ng ngayon.”

Dr. Yonder Berencén – Propesor Institute of Ion Beam Physics and Materials Research at HZDR.

Ang pananaliksik na ito ay ginawa sa suporta at kagamitan na ibinigay ng Beamfox Technologies ApS (nanotechnology) at Lizard Photonics ApS (integrated photonics).

Pamumuhunan sa Quantum Computing

Honeywell / Quantinuum

Ang Quantinuum ay resulta ng pagsasanib ng Honeywell Quantum Solutions at Cambridge Quantum.

Ang Honeywell ay nananatiling pangunahing shareholder ng kumpanya (tinatayang 52% na pagmamay-ari) pagkatapos ng fundraising round na nagbigay ng halaga na $5B. Iniulat na si Founder Ilyas Khan ay nagmamay-ari ng humigit-kumulang 20% ng kumpanya. Kabilang sa ibang shareholders ang JSR Corporation, Mitsui, Amgen, IBM, at JP Morgan.

Isang potensyal na IPO ng Quantinuum sa hinaharap, maaaring bahagi ng mas malaking corporate restructuring, tinatayang maaaring umabot ng hanggang $20B at maaring maganap mula 2026 hanggang 2027.

Ang quantum computing ay hindi sentral na bahagi ng negosyo ng Honeywell, mas nakatuon sa mga produkto sa aerospace, automation, at specialty chemicals & materials.

Ang bawat isa sa mga domain na ito ay maaaring makinabang mula sa quantum computing, lalo na sa computational chemistry, at quantum cybersecurity, na maaaring magbigay sa Honeywell ng kalamangan laban sa mga kakumpitensya nito.

Ang pangunahing modelo ng kumpanya sa ngayon ay ang H2, isang trapped-ion 56 qubits chip, na may 99.895% two-qubit gate fidelity.

Ang kumpanya ay nagsusulong ng high-quality computing na may napakababang error kaysa sa simpleng pagdagdag ng maraming qubits, na lumilikha ng tinatawag na “fault-tolerant quantum computing”.

Ang lapit na ito ay tinawag ng kumpanya na “Mas magagandang qubits, mas magagandang resulta”, kung saan ang katulad na dami ng qubits ay nakakamit ng 100-1,000 beses na mas maaasahang resulta.

Pinagmulan: Quantinuum

Ang bagay na ito ay maaaring magdala ng malaking pagkakaiba sa agarang pangangailangan ng quantum-resistant cryptography, kasama ang kumpanya ng depensa na Thales (HO.PA -0.96%) kasalukuyang nakikipagtulungan sa Quantinuum pati na rin ang mga internasyonal na bangko HSBC at JP Morgan.

Nag-aalok din ang Quantinuum ng kanilang proprietary quantum computational chemistry InQuanto, na magagamit para sa pharmaceuticals, material sciences, chemicals, energy, at aerospace applications.

Tulad ng maraming ibang quantum computing companies, nag-aalok ang Quantinuum ng Helios, isang “hardware-as-a-service”, na nagbibigay-daan sa mga user na makinabang mula sa quantum computing nang hindi kailangang harapin ang komplikasyon ng pagpapatakbo ng system mismo.

Nilagdaan ng Quantinuum noong Nobyembre 2024 ang isang partnership sa German Infineon, ang pinakamalaking semiconductor manufacturer sa Europa. Dadalhin ng Infineon ang kanilang integrated photonics at control electronics technology upang makatulong sa paglikha ng susunod na henerasyon ng trapped-ion quantum computers.

Habang ang integrated photonics at quantum networks ay papalapit na sa praktikal na mga kaso ng paggamit, malinaw na ngayon kung gaano kahalaga ang partnership na ito para sa hinaharap ng Quantinuum.

Sa puntong ito, mukhang ang susunod na hakbang para sa kumpanya ay ilabas ang unang AI-focused photonics-quantum chip sa mundo.

Sa mga susunod na buwan, ibabahagi ng Quantinuum ang mga resulta mula sa mga patuloy na kolaborasyon, na nagpapakita ng groundbreaking potential ng quantum-driven advancements sa Generative AI.

Ang makabagong Gen QAI capability ay magpapahusay at magpapabilis sa paggamit ng Metallic Organic Frameworks para sa drug delivery, na magbubukas ng daan para sa mas epektibo at personalized na mga opsyon sa paggamot, na ilalahad sa paglulunsad ng Helios.

Ang anunsyo sa publikasyong ito ay bahagi ng sunod-sunod na balita na may kaugnayan sa mabilis na pag-unlad ng koneksyon ng AI at quantum computing na ginawa sa Quantinuum.

Mas marami pang patuloy na mga kaso ng paggamit ang maaaring magpataas nang malaki sa hinaharap na halaga ng kumpanya, at dahil dito, ang stack ng Honeywell dito at ang potensyal na kita na maaaring makuha ng mga mamumuhunan mula dito.

Pinakabagong Balita at Pag-unlad ng Stock ng Honeywell (HON)