Caros Leitores;
O Quantum Science Center (QSC), sediado no Oak Ridge National Laboratory, é um dos cinco centros criados pela National Quantum Initiative Act em 2018 e administrado pelo Departamento de Energia. Todos eles têm objetivos distintos e sobrepostos. Esse é o ponto, trazer foco e cooperação, e uma grande dose de participação da indústria para avançar amplamente as ciências da informação quântica e a computação quântica diretamente nos EUA
Todos os centros têm metas ambiciosas, mas talvez nenhum seja mais ambicioso do que o QSC – para ajudar a fornecer computação quântica topológica . Essa abordagem depende de uma partícula ainda não comprovada, Marjorana , uma de uma classe de misteriosos anyons não abelianos que seguem estatísticas não abelianas. Não vamos nos aprofundar nisso além de dizer que esse computador quântico deve ser extremamente resistente a erros – uma coisa muito boa – e também pode mapear diretamente problemas físicos em computadores quânticos. As respostas teriam leis quânticas embutidas e seriam extremamente precisas. Lembre-se dos gêmeos digitais. Pense em gêmeos quânticos, com poder preditivo formidável.
A corrida pela computação quântica topológica é um pouco arriscada. Existem céticos. A Microsoft tem sido a maior defensora da abordagem topológica e é uma colaboradora próxima do QSC. Curiosamente, em seu esforço para desenvolver a computação quântica topológica, o QSC está aproveitando os sistemas NISQ existentes. O recém-nomeado diretor do QSC Travis Humble chama isso de “usar os computadores quânticos de hoje para tentar construir os computadores quânticos de amanhã”.
Não se deixe enganar. Há muito mais do que perseguir partículas não-abelianas acontecendo no QSC , que está cavando na ciência dos materiais, desenvolvimento de algoritmos e sensores, embora muito do que está sendo feito nessas áreas seja destinado a apoiar o desenvolvimento de computadores topológicos (veja QSC's impulsos científicos abaixo extraídos do site do QSC.)
Impulso 1: Descoberta e Desenvolvimento de Materiais Quânticos
O impulso 1 demonstra e controla estados anyon não abelianos relevantes para a Ciência da Informação Quântica (QIS) em materiais reais. Espera-se que esses estados existam em materiais eletrônicos com topologias não triviais e sistemas magnéticos com spins quânticos emaranhados, e a proteção topológica e a deslocalização dos estados que os tornam atraentes para aplicações QIS também podem torná-los difíceis de sondar e entender. Assim, a pesquisa neste impulso está focada na compreensão e desenvolvimento de materiais eletrônicos topológicos, sistemas de spin quânticos e sondas quânticas. Liderado por Michael McGuire do ORNL
Impulso 2: Algoritmos Quânticos e Simulação
O Thrust 2 alcança capacidades preditivas para o estudo de sistemas quânticos fortemente acoplados, incluindo sistemas topológicos e teorias quânticas de campo, e desenvolve e testa algoritmos quânticos para sensores quânticos limitados. Os pesquisadores do QSC estão desenvolvendo algoritmos de metrologia e simulação quântica eficientes, escaláveis e robustos, testando esses algoritmos em aplicativos de simulação quântica dinâmica preditiva e sensores quânticos e desenvolvendo ferramentas de software para apoiar a análise, otimização e implementação de algoritmos. Liderado por Andrew Sornborger da LAN
Impulso 3: Dispositivos e sensores quânticos para ciência da descoberta
O Thrust 3 desenvolve uma compreensão dos mecanismos fundamentais de detecção em dispositivos e sensores quânticos de alto desempenho. Esse entendimento permite que os pesquisadores do QSC, trabalhando em todo o Centro, co-projetem novos dispositivos e sensores quânticos com resolução de energia aprimorada, limites de detecção de energia mais baixos, melhor resolução espacial e temporal, menor ruído e menores taxas de erro. Indo além das demonstrações de prova de princípio, o foco está na implementação desse hardware em aplicativos específicos do mundo real. Liderado por Aaron Chou do Fermilab
Humble enfatiza que o QSC tem um início rápido e, como todos os centros QIS do DOE, está focado em entregas concretas. “Nós (QSC) tivemos um registro de publicação muito bom. Acho que chegamos a 111 publicações revisadas por pares no mês passado. Mas, além disso, estamos nos concentrando muito em divulgações de invenções e direitos autorais de software, porque vemos isso como maneiras de divulgar essas ideias na indústria um pouco mais rápido. É ótimo publicar artigos, mas na verdade o papel dos centros é atuar como motores de inovação dentro do grande ecossistema QIS. Portanto, apenas publicar artigos não é bom o suficiente, para ser honesto, na verdade temos que fazer a transição da tecnologia.”
Talvez seja digno de nota que os centros QIS parecem estar tentando esculpir identidades além dos laboratórios em que estão sediados. Humilde disse: “Você está exatamente certo. Há tanto interesse neste tema no momento que quem tem uma instituição está mal preparado para poder assumir tudo. Por exemplo, em Oak Ridge, somos os líderes do Quantum Science Center, mas há 17 parceiros no geral, que estão contribuindo para isso e, honestamente, se tirarmos qualquer um deles, acabaríamos com um lacuna em nossas capacidades.”
A HPCwire conversou recentemente com Humble sobre os planos expansivos da QSC. O centro tem cerca de 258 usuários – “Na verdade, eu deveria chamá-los de membros do centro. Isso inclui todos, nossos conselhos consultivos, nossos alunos, nossa equipe ou pós-docs. Acho que o número 250 provavelmente está estável agora.” – e seu orçamento é fixado em cerca de US$ 25 milhões por ano “portanto, não estamos realmente aumentando o portfólio de pesquisa”, disse Humble.
Para saber mais, acesse o link abaixo>
Fonte: HPCWIRE / Por John Russel / Publicação 16-09-2022
https://www.hpcwire.com/2022/08/16/glimpse-into-ornl-quantum-science-center-efforts-to-find-the-elusive-majorana-and-much-more/
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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