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Centro de computación cuántica Lockheed Martin de la USC

El Centro de Computación Cuántica Lockheed Martin (QCC) de la USC es un esfuerzo conjunto de investigación científica entre Lockheed Martin Corporation y la Universidad del Sur de California (USC). El QCC está ubicado en el Instituto de Ciencias de la Información (ISI), una unidad de investigación en ciencias de la computación e ingeniería de la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC , y es operado conjuntamente por el ISI y Lockheed Martin.

Los profesores de la USC, los investigadores del ISI y los estudiantes están realizando investigaciones básicas y aplicadas en computación cuántica y están colaborando con investigadores de todo el mundo. El QCC utiliza un sistema de recocido cuántico D-Wave Two, fabricado por D-Wave Systems , Inc. [1] [2] El QCC es la primera organización fuera de D-Wave en operar el sistema. [3] El segundo sistema está instalado en el Centro de Investigación Ames de la NASA , [4] y es operado conjuntamente por la NASA y Google . [5] [6] Los sistemas deben mantenerse extremadamente fríos y protegidos electromagnéticamente para operar con el mayor tiempo de coherencia posible.

Objetivo

Se sabe que el procesamiento de información cuántica, también llamado computación cuántica , ofrece en teoría aceleraciones espectaculares y respuestas más completas para algunos problemas de computación combinatoria. El recocido cuántico es una rama de la computación cuántica cuyas ventajas sobre la computación clásica se están investigando. [7] En el recocido cuántico, los problemas se codifican en el estado de energía más bajo de un sistema cuántico físico. Las aplicaciones que se están estudiando actualmente en el QCC incluyen análisis de big data , verificación y validación de sistemas ciberfísicos , identificación y clasificación de patrones, y optimización y aprendizaje automático , cualquiera de los cuales puede respaldar avances en múltiples industrias y en el gobierno. [8]

Los investigadores de la USC y del ISI, así como los ingenieros de Lockheed Martin, buscan desarrollar métodos para evaluar los recocidos cuánticos [9] y realizar pruebas de "cuantidad". [10] Estos incluyen el estudio del entrelazamiento cuántico [11] y, de manera más general, el desempeño de los experimentos de recocido cuántico. [12]

Los investigadores también están trabajando para gestionar la decoherencia cuántica , el fenómeno que degrada el rendimiento de los procesadores de información cuántica cuando los estados cuánticos se ven obligados a salir de la superposición cuántica . La decoherencia puede reducir la funcionalidad cuántica a la de una computadora clásica y se puede contrarrestar utilizando la corrección de errores cuánticos . [13] Los investigadores del QCC y sus colaboradores han desarrollado métodos para contrarrestar la decoherencia en los recocidos cuánticos combinando la corrección de errores cuánticos con penalizaciones de energía que suprimen la decoherencia en un único método de corrección de recocido cuántico. [14] [15] [16]

Historia

El QCC se puso en marcha en noviembre de 2011 bajo el liderazgo del director científico y técnico Daniel Lidar , profesor de ingeniería eléctrica, química y física de la USC; el director operativo Robert F. Lucas, [17] director de la división de sistemas computacionales y tecnología del ISI; y Ned Allen y Greg Tallant de Lockheed Martin. El QCC comenzó con un D-Wave One de 128 qubits, [18] que fue reemplazado en marzo de 2013 por el D-Wave Two de 512 qubits. [19]

Investigación

La investigación se centró inicialmente en probar si el D-Wave es de hecho un sistema cuántico, [20] [21] [22] [23] y se ha expandido para comparar el D-Wave con algoritmos clásicos, [24] [25] y varias aplicaciones, incluido el aprendizaje automático cuántico . [26] Los investigadores de Lockheed Martin se han centrado en la aplicación de la computación cuántica adiabática al problema de la verificación y validación de sistemas de control y otras tareas con una estructura matemática similar, como el diseño de formas de onda especiales para aplicaciones de RF con lóbulos laterales mínimos.

Gente

El equipo incluye más de una docena de profesores de la USC, investigadores del ISI, estudiantes postdoctorales y de posgrado y más de 100 usuarios de Lockheed Martin.

Ubicación

La USC está ubicada en el centro de Los Ángeles . La ISI está ubicada en Marina del Rey, California . La sede de Lockheed Martin está ubicada en Bethesda, Maryland . D-Wave está ubicada en Burnaby, Columbia Británica , Canadá .

Referencias

  1. ^ Knapp, Alex (29 de enero de 2015). "La empresa de computación cuántica D-Wave recauda 29 millones de dólares canadienses". Forbes .
  2. ^ "La máquina de sueños de D-Wave". Inc.com . 9 de enero de 2014.
  3. ^ "¿Puede la computación cuántica cambiar el mundo? Esta start-up apuesta por ello". Washington Post .
  4. ^ "QuAIL". nasa.gov . Archivado desde el original el 10 de marzo de 2015.
  5. ^ Thompson, Clive (20 de mayo de 2014). "La revolucionaria computadora cuántica que podría no ser cuántica en absoluto". WIRED .
  6. ^ Jones, Nicola (2013). "Google y la NASA compran una computadora cuántica". Nature News & Comment . doi :10.1038/nature.2013.12999. S2CID  57405432.
  7. ^ "El primer ordenador cuántico del mundo". isgtw.org .
  8. ^ "La NSA busca construir una computadora cuántica que pueda descifrar la mayoría de los tipos de cifrado". Washington Post .
  9. ^ Zick, Kenneth M.; Shehab, Omar; French, Matthew (8 de junio de 2015). "Recocido cuántico experimental: estudio de caso que involucra el problema del isomorfismo de grafos". Scientific Reports . 5 (1): 11168. arXiv : 1503.06453 . Bibcode :2015NatSR...511168Z. doi : 10.1038/srep11168 . ISSN  2045-2322. PMC 4459189 . PMID  26053973. 
  10. ^ Albash, T.; Rønnow, TF; Troyer, M.; Lidar, DA (2015). "Reexaminando los modelos clásicos y cuánticos para el procesador D-Wave One". Temas especiales de la revista European Physical Journal . 224 (1). Springer Science and Business Media LLC: 111–129. arXiv : 1409.3827 . doi :10.1140/epjst/e2015-02346-0. ISSN  1951-6355. S2CID  119100508.
  11. ^ Lanting, T.; Przybysz, AJ; Smirnov, A. Yu.; Spedalieri, FM; Amin, MH; et al. (2014-05-29). "Entrelazamiento en un procesador de recocido cuántico". Physical Review X . 4 (2): 021041. arXiv : 1401.3500 . Bibcode :2014PhRvX...4b1041L. doi : 10.1103/physrevx.4.021041 . ISSN  2160-3308.
  12. ^ "La prueba más reciente y estricta de una computadora cuántica realizada hasta ahora". Popular Science . 18 de marzo de 2019.
  13. ^ Lidar, DA; Brun TA (eds.), "Corrección de errores cuánticos", Cambridge University Press (2013).
  14. ^ Pudenz, Kristen L.; Albash, Tameem; Lidar, Daniel A. (6 de febrero de 2014). "Recocido cuántico con corrección de errores con cientos de qubits". Nature Communications . 5 (1): 3243. arXiv : 1307.8190 . Bibcode :2014NatCo...5.3243P. doi : 10.1038/ncomms4243 . ISSN  2041-1723. PMID  24500027.
  15. ^ Young, Kevin C.; Blume-Kohout, Robin; Lidar, Daniel A. (11 de diciembre de 2013). "Optimización cuántica adiabática con el hamiltoniano equivocado". Physical Review A . 88 (6): 062314. arXiv : 1310.0529 . Código Bibliográfico :2013PhRvA..88f2314Y. doi :10.1103/physreva.88.062314. ISSN  1050-2947. S2CID  41550628.
  16. ^ Pudenz, Kristen L.; Albash, Tameem; Lidar, Daniel A. (2 de abril de 2015). "Corrección de recocido cuántico para problemas aleatorios de Ising". Physical Review A . 91 (4): 042302. arXiv : 1408.4382 . Código Bibliográfico :2015PhRvA..91d2302P. doi :10.1103/physreva.91.042302. ISSN  1050-2947. S2CID  118516049.
  17. ^ "Instituto de Ciencias de la Información – Robert F. Lucas, Ph.D." isi.edu .
  18. ^ Knapp, Alex (31 de octubre de 2011). "Lockheed Martin instala un ordenador cuántico". Forbes .
  19. ^ "Clientes". dwavesys.com .
  20. ^ "La investigación en computación cuántica podría respaldar a una empresa controvertida". 24 de marzo de 2014.
  21. ^ Hsu, Jeremy (3 de julio de 2013). "Los científicos confirman la onda D". IEEE .
  22. ^ Metz, Cade (28 de junio de 2013). "Se ha demostrado que la computadora cuántica de Google es algo real (casi) - WIRED". WIRED .
  23. ^ "En busca de la cuántica: el chip D-Wave supera rigurosas pruebas". EurekAlert! . 5 de marzo de 2014.
  24. ^ > "Buscar contenido". Noticias de ciencia .
  25. ^ Denis Delbecq (23 de junio de 2014). "L'ordinateur quantique au banc d'essai". Le Monde.fr .
  26. ^ "Thor Benson: Las computadoras cuánticas están llegando y aquí se explica cómo procesar esa información - Truthdig". Truthdig .

Enlaces externos

33°58′49″N 118°26′24″W / 33.980295°N 118.440003°W / 33.980295; -118.440003