A CERN Quantum Technology Initiative (QTI), que foi anunciada pelo Diretor-Geral do CERN Fabiola Gianotti em junho, vê o CERN se juntar a um esforço global de rápido crescimento para realizar uma "segunda revolução quântica" - por meio da qual fenômenos como sobreposição e emaranhamento, que permitem que um objeto esteja em dois lugares ao mesmo tempo ou influencie outro instantaneamente, são exploradas para construir novos dispositivos de computação, comunicação, sensoriamento e simulação.
É difícil prever o impacto de tais tecnologias quânticas na sociedade, mas para a física de alta energia e o CERN os benefícios são claros. Eles incluem algoritmos de computação avançados para lidar com futuros desafios de análise de dados, detectores ultrassensíveis para procurar partículas de setor oculto e ondas gravitacionais e o uso de sistemas quânticos bem controlados para simular ou reproduzir o comportamento de fenômenos quânticos complexos de muitos corpos para pesquisa teórica.
Embora relativamente novo no cenário das tecnologias quânticas, o CERN está na posição única de ter em um só lugar o conjunto diversificado de habilidades e tecnologias - incluindo software, computação e ciência de dados, teoria, sensores, criogenia, eletrônica e ciência dos materiais - necessários para tal empreendimento multidisciplinar. AEgIS no Decelerator Antiproton do CERN, que é capaz de explorar a natureza emaranhada de multipartículas dos fótons da aniquilação do positrônio, é um dos vários exemplos de experimentos existentes do CERN que já estão trabalhando em áreas tecnológicas relevantes. O CERN também fornece valiosos casos de uso para ajudar a comparar as abordagens clássicas e quânticas para certas aplicações, como demonstrado recentemente quando uma equipe da Caltech usou um computador quântico que compreende 1098 qubits supercondutores para "redescobrir" o bóson de Higgs a partir dos dados do LHC. A rica rede de relações acadêmicas e industriais do CERN, trabalhando em colaborações únicas, como o CERN openlab, é mais um ponto forte.
O caminho para o QTI do CERN começou com um workshop sobre computação quântica em física de alta energia organizado pelo CERN openlab em novembro de 2018, que foi seguido por várias iniciativas, projetos-piloto e eventos. Durante os próximos três anos, a iniciativa avaliará o impacto potencial das tecnologias quânticas no CERN e na física de alta energia na escala de tempo do HL-LHC (final dos anos 2030) e além. Os instrumentos operacionais e de governança estão sendo finalizados e os objetivos concretos de P&D estão sendo definidos nas quatro principais áreas das tecnologias quânticas: computação; sensoriamento e metrologia; comunicação; e simulação e processamento de informações. O CERN QTI também desenvolverá um programa internacional de educação e treinamento em colaboração com especialistas, universidades e indústria, e identificará mecanismos para compartilhamento de conhecimento dentro dos Estados Membros do CERN,
"Ao participar neste campo de rápido crescimento, o CERN não só tem muito a oferecer, mas também pode se beneficiar diretamente com isso", disse Alberto Di Meglio, coordenador do CERN QTI e chefe do CERN openlab. "A CERN Quantum Technology Initiative, ao ajudar a estruturar e coordenar atividades com nossa comunidade e as muitas iniciativas internacionais públicas e privadas, é um passo vital para se preparar para este empolgante futuro quântico".
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