Quantum 2.0

• Autorzy: Romaniuk Ryszard

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2021.2.1

Warianty tytułu

EN

Quantum 2.0

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pod pojęciem technika kwantowa a w tym fotonika kwantowa rozumiemy tutaj elementy i układy, oraz metody i konstrukcje wykorzystywane w informacyjnych technologiach kwantowych nazywanych w literaturze dumnie i chyba jeszcze nieco na wyrost epoką Quantum 2.0. Niektóre z produktów epoki Q 2.0 są już na rynku. Można zamówić i kupić kwantowy grawimetr absolutny, kwantowy fotoniczny zegar atomowy dokładniejszy o co najmniej rząd wielkości od fontanny cezowej, a także można sobie samemu zbudować z dostępnych na rynku elementów swój komputer kwantowy elementarnej klasy NISQ. Elektronika testowa i kwantowe środowisko programistyczne ARTIQ i SINARA kosztują relatywnie niewiele, bo w wersji podstawowej zaledwie kilkanaście tysięcy Euro. Znacznie droższe jest serce kwantowe komputera NISQ w postaci np. zestawu pułapek jonowych wymagających krio-chłodzenia i precyzyjnego sterowania laserowego. Alternatywnie do obliczeń można także skorzystać z chmury kwantowej oferowanej publicznie przez niektóre największe firmy informatyczne. Fotonika kwantowa jest stosowana w niemal wszystkich rozwiązaniach informacyjnych technologii kwantowych. Wymaga specjalnego rodzaju źródeł i detektorów promieniowania optycznego, jednoczęstotliwościowych i jednofotonowych, splątujących fotony, generujących kubity, modulatorów, funkcjonalnych elementów nieliniowych jak kowerterów częstotliwości, fotonicznych układów scalonych, sprzęgaczy, światłowodów jednopolaryzacyjnych itp. W pewnej części rozwiązań można stosować klasyczne komponenty fotoniczne dla wysokiej jakości telekomunikacji światłowodowej. Artykuł opracowano głównie na podstawie raportu OSA-OIDA.

EN

By quantum technology, including quantum photonics, we understand here components and systems, as well as methods and constructions used in quantum information technologies, which in literature are called proudly, and perhaps even slightly exaggerated, the era of Quantum 2.0. Some of the Q 2.0 era products are already on the market. You can order and buy an absolute quantum gravimeter, a quantum photonic atomic clock more accurate at least an order of magnitude than a Caesium fountain, and you can also build your own elementary NISQ quantum computer from the components available on the market. Test electronics and quantum programming environment ARTIQ and SINARA cost relatively little, because in the basic version only several thousand Euro. The quantum heart of the NISQ computer is much more expensive, e.g. a set of ion traps that require cryo-cooling and precise laser control. Alternatively, you can also take advantage of the quantum cloud offered to the public by some of the largest IT companies. Quantum photonics is used in almost all information solutions of quantum technologies. It requires a special type of optical radiation sources and detectors, single-frequency and singlephoton, photon entangling, generating qubits, modulators, functional non-linear elements such as frequency converters, photonic integrated circuits, couplers, single-polarizing optical fibers, etc. Some quantum applications may use standard photonic components for high quality fiber optic communications. The paper was prepared using mainly OSA-OIDA report.

Słowa kluczowe

PL

informacyjne technologie kwantowe; fotonika kwantowa; SINARA; ARTIQ; komputer kwantowy NISQ; kubit; układ kwantowy dwupoziomowy; splątanie obiektów kwantowych; superpozycja stanów kwantowych; interferencja stanów kwantowych; epoka Quantum 2.0

EN

information quantum technologies; quantum photonics; SINARA; ARTIQ; quantum computer NISQ; qubit; two-level quantum system; entanglement of quantum objects; superposition of quantum states; interference of quantum states; Quantum 2.0 era

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 62, nr 2
• Strony: 3--11
• Opis fizyczny: Bibliogr.6 poz.

Twórcy

autor

Romaniuk Ryszard

• Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Quantum Computing (2020), A technology of the future already present, PWC Technical Report.
• [2] M. Dyakonov (15 November 2018). The case against quantum computing, IEEE Spectrum.
• [3] Y.Y. Fein, P. Geyer, M. Arndt, et al (Dec. 2019). Quantum superposition of molecules beyond 25 kDa, Nature Physics 15(12):1-4.
• [4] A. Dang, Ch.D. Hill, L.C. Hollenberg (Jan. 2019), Optimizing matrix product state simulations of Shor’s algorithm, arXiv: 1712.07311v4.
• [5] OIDA Quantum Photonics Roadmap (March 2020), OSA Technical Report, Washington DC.
• [6] K. Giaro, M. Kamiński (2003), Wprowadzenie do algorytmów kwantowych, EXIT Warszawa.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).