<a data-fancybox data-src="https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/02/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem-physics-world.jpg" data-caption="التنوع الكمي يقدم علماء CQTA للشركاء الأكاديميين والصناعيين والحكوميين الدعم الفني المتخصص في الحوسبة الكمومية والاستشعار الكمي. يتألف الفريق حاليًا من ثلاثة أعضاء، ومنسق مشروع، وثلاثة باحثين في مرحلة ما بعد الدكتوراه، وتسعة طلاب دراسات عليا. (بإذن من: DESY)” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://zephyrnet.com/wp-content/uploads/2024/02/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem -physics-world.jpg”>

باعتباره مختبرًا وطنيًا ألمانيًا متجذرًا في الفيزياء، وأحد مراكز أبحاث المسرعات الرائدة في العالم، تندرج مساعي DESY العلمية تحت أربعة مواضيع رئيسية: فيزياء الجسيمات، وعلم الفوتون، وفيزياء الجسيمات الفلكية، وفيزياء المسرعات. إن مسارات البحث التكميلية هذه، التي يتم اتباعها مع شبكة من الشركاء الوطنيين والدوليين، تعني أن برنامج DESY يجذب أكثر من 3000 عالم ضيف من أكثر من 40 دولة كل عام. يعد المختبر أيضًا مركزًا مرغوبًا للبحث والتطوير في الصناعة، حيث تقدم مرافقه التجريبية الرائدة إضافة فريدة إلى خط الابتكار للشركات الصغيرة والمتوسطة في أوروبا بالإضافة إلى شركات التكنولوجيا القائمة.

فريق CQTA موجود هنا لمساعدة الشركاء الصناعيين والأكاديميين والحكوميين على صياغة مشاكلهم بطريقة تمكنهم من العمل على كمبيوتر كمي

ويدعم نموذج العمل المواجه للخارج مسعى البحث والتطوير الناشئ الذي يسعى إلى البناء على قدرات DESY في العلوم والتكنولوجيا الكمومية. الهدف: دعم برنامج فيزياء الطاقة العالية المتنوع في المختبر، وفي الوقت نفسه تمكين جميع أنواع التأثيرات النهائية في التطبيقات الصناعية والتجارية. يتم توجيه هذه الجهود من خلال مركز تكنولوجيا وتطبيقات الكم (CQTA)، الذي تم إنشاؤه في حرم جامعة DESY في زيوثن في ضواحي برلين بتمويل أولي قدره 15 مليون يورو من ولاية براندنبورغ.

تم إطلاق CQTA في يناير 2022، ويسعى إلى استغلال برامج العلوم الأساسية لـ DESY في الحوسبة الكمومية والمواد الكمومية والاستشعار الكمي. يقول كارل جانسن، رئيس CQTA وأستاذ الفيزياء في DESY: "لقد شكلت DESY فريق عمل للتقنيات الكمومية لتنسيق جهود البحث والتطوير الكمومية، مع توفير CQTA نقطة محورية للتنفيذ التشغيلي للحوسبة الكمومية والاستشعار الكمي". "إن مجموعة أنشطتنا في CQTA تتوسع طوال الوقت وما نأمله كنتيجة هو تحديد حالات الاستخدام حيث يمكننا تقديم "الميزة الكمية" بوضوح من خلال أساليب الحوسبة الكمومية."

الميزة الكمية في العلوم

فيما يتعلق بالأولويات التشغيلية، يمتد اختصاص CQTA على عدة مسارات رئيسية: تطوير الخوارزميات والأساليب الكمومية؛ وتسهيل الوصول إلى أجهزة الحوسبة الكمومية لشركاء الأبحاث والصناعة في DESY؛ وقياس واختبار والتحقق من الأجهزة الكمومية؛ وتشغيل برنامج قياس الكم باستخدام ساعات الأيونات المحاصرة للبحث عن "فيزياء جديدة" تتجاوز النموذج القياسي. هناك أيضًا برنامج تدريبي مخصص لتلبية احتياجات المبتدئين الذين يتطلعون إلى فهم أساسيات الحوسبة الكمومية، بالإضافة إلى استهداف الممارسين المتقدمين في مجال البحث والصناعة.

يعد التقدم مشجعًا، حيث يجري بالفعل تنفيذ مشاريع CQTA الرائدة لدعم برامج الفيزياء الأساسية في DESY. على سبيل المثال، تعد تجربة Laser Und XFEL (LUXE) عبارة عن تعاون بحثي بين علماء DESY ونظرائهم في مركز الليزر الأوروبي للأشعة السينية الحرة (Eu.XFEL) في هامبورغ لدراسة عمليات الديناميكا الكهربائية الكمومية (QED) في ما يلي: يُطلق عليها "حدود المجال القوية" (تبحث بشكل أساسي في تفاعلات الليزر الضوئي عالي الكثافة وشعاع الإلكترون بقدرة 16.5 GeV الخاص بـ Eu.XFEL).

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/2024-02-BSQA-DESY-Jansen_Karl.jpg" data-caption="كارل يانسن "إن الخوارزميات والأساليب الكمومية التي طورناها للتطبيقات في فيزياء الطاقة العالية قابلة للتحويل إلى العديد من المشاكل الصناعية - والعكس صحيح." (Courtesy: DESY)” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/02/2024-02-BSQA-DESY-Jansen_Karl.jpg”>

من جانبهم، يجري باحثو CQTA دراسات إثبات المبدأ داخل LUXE، وينشرون أجهزة كمومية للتحقيق في استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية القائمة على البوابة للتعرف على الأنماط في إعادة بناء مسار الجسيمات. الأمل هو أن الخوارزميات والأساليب الكمومية التي تم تطويرها في LUXE ستكون قابلة للتحويل إلى تجارب في مرافق فيزياء عالية الطاقة الأخرى، مما يساعد العلماء على معالجة كميات هائلة من البيانات بطريقة أكثر كفاءة.

مجال آخر نشط للبحث هو تأثير الضوضاء في الخوارزميات الكمومية. يقول يانسن: "إن أجهزة الكمبيوتر الكمومية اليوم صاخبة جدًا، لكن هذا الضجيج يمكن أن يكون مفيدًا إذا أصبحت الخوارزمية "عالقة" في زاوية من مساحة المعلمات". بعبارة أخرى، يمكن أن تؤدي إضافة بعض الضوضاء إلى إبعاد الخوارزمية عن نتيجة خاطئة نحو الحل الذي تم البحث عنه (على الرغم من أن الكثير من الضوضاء سيعني عدم العثور على حل على الإطلاق). ويضيف يانسن: "ما نبحث عنه في كل حالة هو "النقطة المثالية" والقدر الأمثل من الضوضاء".

الميزة الكمية في الصناعة

وفي الوقت نفسه، يتم بالفعل وصف الحوسبة الكمومية بأنها "مُعطلة" عبر مجموعة من التطبيقات الصناعية، بما في ذلك اكتشاف الأدوية وتطويرها، وتحسين الخدمات اللوجستية، والنمذجة المالية. إحدى دراسات الحالة في هذا الصدد هي التعاون في مجال البحث والتطوير بين العلماء في CQTA وForschungszentrum Jülich، وهو معهد أبحاث وطني ألماني آخر، يبحث في "مشكلة تخصيص بوابة الطيران" في المطارات - وعلى وجه التحديد، كيفية تعظيم الاتصال والجدولة بين الرحلات الداخلية والخارجية. رحلات خارجية.

باستخدام بيانات من مطار عامل، يحاول فريق CQTA-Jülich اكتشاف الارتباطات الخفية مع الحوسبة الكمومية، ومن خلال القيام بذلك، حل هذه المشكلات بسرعة أكبر وأكثر كفاءة. الصورة الأكبر هنا هي أن الوصف الرياضي وحل مشكلة تخصيص البوابة يمكن تطبيقهما أيضًا على مجالات أخرى ذات أهمية للصناعة والحكومة، بما في ذلك إدارة حركة المرور والخدمات اللوجستية للأسطول والسيطرة على الحشود في الأحداث الرياضية الكبيرة. يشير يانسن إلى أن «الأمر المثير للاهتمام هو أن الخوارزميات والأساليب الكمومية التي طورناها لتطبيقات في فيزياء الطاقة العالية قابلة للتحويل إلى العديد من المشكلات الصناعية. العكس بالعكس".

ومن المثير للدهشة إلى حد ما أن المجال النشط الآخر لدراسة CQTA يتضمن التطبيقات العلمية والتقنية والفنية للحوسبة الكمومية في الموسيقى. هناك اهتمام متزايد هنا بالفرص الإبداعية والتجارية للموسيقيين والمنتجين، كما يتضح من الندوة الدولية الثانية حول الحوسبة الكمومية والإبداع الموسيقي، التي عقدت في برلين في أكتوبر 2023 (والتي شاركت في تنظيمها CQTA وجامعة بليموث، المملكة المتحدة). يقول جانسن: "بمجرد أن نكتسب الخبرة الكافية في CQTA، تتمثل الرؤية في بناء مُركِّب كمي بحيث يتمكن الموسيقيون الذين ليس لديهم أي فكرة عن الحوسبة الكمومية من استخدام الآلة لإنشاء أصوات جديدة تمامًا".

الاستثمار في الشراكات

على الرغم من التقدم التشغيلي الذي حققته CQTA على مدار العامين الماضيين، عمل يانسن وزملاؤه أيضًا على تعزيز عروض CQTA بطريقة أكثر استراتيجية
مستوى. في الواقع، تم قبول CQTA في العام الماضي كمركز IBM للابتكار الكمي، مما فتح الوصول إلى شبكة بحث وتطوير عالمية تضم شركات Fortune 500 والشركات الناشئة والجامعات ومختبرات الأبحاث الوطنية، والتي تعمل جميعها مع IBM لتطوير تقنيات الحوسبة الكمومية. التطبيقات. يعد ارتباط IBM ذا أهمية مضاعفة نظرًا لأن CQTA تضع نفسها كمزود للاستشارات الفنية المتخصصة وخدمات التسهيل لجميع الأشياء الكمية.

قامت DESY بتشكيل فريق عمل للتقنيات الكمومية لتنسيق جهود البحث والتطوير الكمومية، مع توفير CQTA نقطة محورية للحوسبة الكمومية والاستشعار الكمي.

يشير يانسن إلى أن "فريق CQTA موجود هنا لمساعدة الشركاء الصناعيين والأكاديميين والحكوميين على صياغة مشاكلهم رياضيًا بطريقة تمكنهم من العمل على الكمبيوتر الكمي". "إن علاقة العمل الوثيقة لدينا مع IBM تعني أننا قادرون، بالتالي، على التوسط في الوصول القائم على الرسوم لأطراف ثالثة إلى الأجهزة والبرامج الكمومية المتطورة لشركة IBM - وتفكيك المشكلات العلمية والتكنولوجية المعقدة عبر الحوسبة الكمومية."

تعمل هذه الرؤية والاعتراف المعزز في جوانب أخرى أيضًا - ليس أقلها دور CQTA باعتبارها "مسرعًا كميًا" ومركزًا إقليميًا في ولاية براندنبورغ، حيث تعتزم الحكومة المحلية إنشاء قاعدة ذات أهمية عالمية للتكنولوجيات الكمومية بحلول نهاية عام 2019. العقد. يقول يانسن: "في الوقت الحالي، يتعلق الأمر كله بربط أصحاب المصلحة المعنيين في منطقة براندنبورغ واستكشاف المبادرات المشتركة - بناء القوى العاملة الكمية، على سبيل المثال، فضلاً عن شبكات البحث التطبيقي والابتكار".

بينما يواصل علماء ومهندسو CQTA استكشاف تطبيقات جديدة للحوسبة الكمومية، يبحث Jansen بالفعل عن نموذج عمل مستدام طويل الأجل للمبادرة، التي تمولها حاليًا حكومة ولاية براندنبورغ، والوزارة الفيدرالية الألمانية للتعليم والبحث (BMBF). )، وبرنامج Horizon التابع للاتحاد الأوروبي وشبكة من شركاء الصناعة. 

ويخلص يانسن إلى أن "العناصر الأساسية لخطة عمل CQTA هي قيد التنفيذ إلى حد كبير، مع التركيز على التعاون في مجال البحث والتطوير، والاستشارات العلمية التطبيقية، وعلى الأرجح، التركيز على ترجمة التكنولوجيا وإخراج الأنشطة التجارية". المشاريع الناشئة."

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/collaboration-shapes-prioritization-within-desys-quantum-ecosystem/