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Como o MIT está redefinindo a computação Num grande sistema quântico composto por muitas partes interligadas, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits (representado como esferas com setas) e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas, conforme ilustrado aqui. Crédito: Eli Krantz, Krantz NanoArt O avanço oferece uma forma de caracterizar um recurso fundamental necessário para Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. O emaranhamento é uma forma de correlação entre objetos quânticos, como partículas em escala atômica. Este fenómeno exclusivamente quântico não pode ser explicado pelas leis da física clássica, mas é uma das propriedades que explica o comportamento macroscópico dos sistemas quânticos. Como o emaranhamento é fundamental para o modo como os sistemas quânticos funcionam, compreendê-lo melhor poderia dar aos cientistas uma noção mais profunda de como a informação é armazenada e processada de forma eficiente em tais sistemas. Qubits, ou bits quânticos, são os blocos de construção de um computador quântico. No entanto, é extremamente difícil criar estados emaranhados específicos em sistemas com muitos qubits, e muito menos investigá-los. Há também uma variedade de estados emaranhados e diferenciá-los pode ser um desafio. Agora, MIT MIT é um acrônimo para Instituto de Tecnologia de Massachusetts. É uma prestigiosa universidade privada de pesquisa em Cambridge, Massachusetts, fundada em 1861. Está organizada em cinco escolas: arquitetura e planejamento; Engenharia; humanidades, artes e ciências sociais; gerenciamento; e ciência. O impacto do MIT inclui muitas descobertas científicas e avanços tecnológicos. Seu objetivo declarado é criar um mundo melhor por meio da educação, pesquisa e inovação. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">MIT pesquisadores demonstraram uma técnica para gerar com eficiência o emaranhamento entre uma série de qubits supercondutores que exibem um tipo específico de comportamento. Nos últimos anos, os pesquisadores da Engineering Quantum Systems (EQuSO grupo desenvolveu técnicas usando tecnologia de micro-ondas para controlar com precisão um processador quântico composto por circuitos supercondutores. Além dessas técnicas de controle, os métodos introduzidos neste trabalho permitem que o processador gere com eficiência estados altamente emaranhados e mude esses estados de um tipo de emaranhamento para outro - inclusive entre tipos que têm maior probabilidade de suportar aceleração quântica e aqueles que não são. “Aqui, estamos demonstrando que podemos utilizar os processadores quânticos emergentes como uma ferramenta para aprofundar nossa compreensão da física. Embora tudo o que fizemos neste experimento tenha sido em uma escala que ainda pode ser simulada em um computador clássico, temos um bom roteiro para dimensionar esta tecnologia e metodologia além do alcance da computação clássica”, diz Amir H. Karamlou '18, MEng ' 18, PhD '23, autor principal do artigo. O autor sênior é William D. Oliver, professor Henry Ellis Warren de engenharia elétrica e ciência da computação e de física, diretor do Centro de Engenharia Quântica, líder do grupo EQuS e diretor associado do Laboratório de Pesquisa em Eletrônica. Karamlou e Oliver são acompanhados pelo cientista pesquisador Jeff Grover, pelo pós-doutorado Ilan Rosen e outros nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e de Física do MIT, no Laboratório Lincoln do MIT, e no Wellesley College e na Universidade de Maryland. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Natureza.

Avaliando o emaranhamento Num grande sistema quântico compreendendo muitos qubits interligados, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume, com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas. No emaranhamento da lei de volume, a quantidade de emaranhamento entre um subsistema de qubits e o resto do sistema cresce proporcionalmente ao tamanho total do subsistema. Por outro lado, o emaranhamento da lei de área depende de quantas conexões compartilhadas existem entre um subsistema de qubits e o sistema maior. À medida que o subsistema se expande, a quantidade de emaranhamento só aumenta ao longo da fronteira entre o subsistema e o sistema maior. Em teoria, a formação do emaranhamento da lei dos volumes está relacionada com o que torna a computação quântica tão poderosa. “Embora ainda não tenhamos abstraído totalmente o papel que o emaranhamento desempenha nos algoritmos quânticos, sabemos que gerar emaranhamento de lei de volume é um ingrediente chave para obter uma vantagem quântica”, diz Oliver. No entanto, o emaranhamento da lei de volume também é mais complexo do que o emaranhamento da lei de área e praticamente proibitivo em escala para simular usando um computador clássico. “À medida que aumenta a complexidade do seu sistema quântico, torna-se cada vez mais difícil simulá-lo com computadores convencionais. Se estou tentando acompanhar totalmente um sistema com 80 qubits, por exemplo, precisarei armazenar mais informações do que armazenamos ao longo da história da humanidade”, diz Karamlou. Os pesquisadores criaram um processador quântico e um protocolo de controle que lhes permite gerar e investigar com eficiência ambos os tipos de emaranhamento. Seu processador compreende circuitos supercondutores, que são usados ​​para projetar átomos artificiais. Os átomos artificiais são utilizados como qubits, que podem ser controlados e lidos com alta precisão Quão próximo o valor medido está em conformidade com o valor correto. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">precisão usando sinais de microondas. O dispositivo utilizado para este experimento continha 16 qubits, dispostos em uma grade bidimensional. Os pesquisadores ajustaram cuidadosamente o processador para que todos os 16 qubits tivessem a mesma frequência de transição. Em seguida, eles aplicaram um drive de micro-ondas adicional a todos os qubits simultaneamente. Se esse drive de micro-ondas tiver a mesma frequência dos qubits, ele gerará estados quânticos que exibem emaranhamento de lei de volume. No entanto, à medida que a frequência de micro-ondas aumenta ou diminui, os qubits exibem menos emaranhamento de lei de volume, eventualmente passando para estados emaranhados que seguem cada vez mais uma escala de lei de área. Controle cuidadoso “Nosso experimento é um tour de force das capacidades dos processadores quânticos supercondutores. Em um experimento, operamos o processador tanto como um dispositivo de simulação analógico, permitindo-nos preparar eficientemente estados com diferentes estruturas de emaranhamento, quanto como um dispositivo de computação digital, necessário para medir a escala de emaranhamento resultante”, diz Rosen. Para permitir esse controle, a equipe trabalhou anos na construção cuidadosa da infraestrutura em torno do processador quântico. Ao demonstrar o cruzamento da lei do volume para o emaranhamento da lei da área, os pesquisadores confirmaram experimentalmente o que os estudos teóricos haviam previsto. Mais importante ainda, este método pode ser usado para determinar se o emaranhamento em um processador quântico genérico é lei de área ou lei de volume. “O experimento do MIT ressalta a distinção entre emaranhamento de lei de área e lei de volume em simulações quânticas bidimensionais usando qubits supercondutores.

Isto complementa lindamente nosso trabalho em tomografia hamiltoniana de emaranhamento com íons presos em um publicação paralela publicado em Natureza em 2023”, diz Peter Zoller, professor de física teórica na Universidade de Innsbruck, que não esteve envolvido neste trabalho. “Quantificar o emaranhamento em grandes sistemas quânticos é uma tarefa desafiadora para computadores clássicos, mas um bom exemplo de onde a simulação quântica pode ajudar”, diz Pedram Roushan, do Google, que também não esteve envolvido no estudo. “Usando um conjunto 2D de qubits supercondutores, Karamlou e colegas foram capazes de medir a entropia de emaranhamento de vários subsistemas de vários tamanhos. Eles medem as contribuições da lei de volume e da lei de área para a entropia, revelando o comportamento cruzado à medida que a energia do estado quântico do sistema é ajustada. Ele demonstra poderosamente os insights exclusivos que os simuladores quânticos podem oferecer.” No futuro, os cientistas poderão utilizar esta técnica para estudar o comportamento termodinâmico de sistemas quânticos complexos, que é demasiado complexo para ser estudado usando os métodos analíticos atuais e praticamente proibitivo de simular até mesmo nos supercomputadores mais poderosos do mundo. “As experiências que fizemos neste trabalho podem ser usadas para caracterizar ou avaliar sistemas quânticos de grande escala, e também podemos aprender algo mais sobre a natureza do emaranhamento nestes sistemas de muitos corpos”, diz Karamlou. Referência: “Probing entanglement in a 2D hard-core Bose-Hubbard lattice” por Amir H. Karamlou, Ilan T. Rosen, Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson, Yariv Yanay, Jeffrey A. Grover e William D. Oliver, 24 de abril de 2024 , Natureza. DOI: 10.1038/s41586-024-07325-z Coautores adicionais do estudo são Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson e Yariv Yanay. Esta pesquisa é financiada, em parte, pelo Departamento de Energia dos EUA, pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, pela National Science Foundation, pelo STC Center for Integrated Quantum Materials, pelo Wellesley College Samuel e Hilda Levitt Fellowship. , NASA Fundada em 1958, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) é uma agência independente do Governo Federal dos Estados Unidos que sucedeu ao Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica (NACA). É responsável pelo programa espacial civil, bem como pela pesquisa aeronáutica e aeroespacial. Sua visão é "Descobrir e expandir o conhecimento para o benefício da humanidade." Seus valores fundamentais são "segurança, integridade, trabalho em equipe, excelência e inclusão." A NASA conduz pesquisas, desenvolve tecnologia e lança missões para explorar e estudar a Terra, o sistema solar e o universo além. Também trabalha para promover o estado do conhecimento numa ampla gama de campos científicos, incluindo ciências da Terra e do espaço, ciências planetárias, astrofísica e heliofísica, e colabora com empresas privadas e parceiros internacionais para atingir os seus objetivos. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">NASAe o Instituto Oak Ridge de Ciência e Educação. https://w3b.com.br/como-o-mit-esta-redefinindo-a-computacao-quantica-com-um-novo-controle-de-emaranhamento/?feed_id=7513&_unique_id=667752675edee

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Como o MIT está redefinindo a computação Num grande sistema quântico composto por muitas partes interligadas, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits (representado como esferas com setas) e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas, conforme ilustrado aqui. Crédito: Eli Krantz, Krantz NanoArt O avanço oferece uma forma de caracterizar um recurso fundamental necessário para Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. O emaranhamento é uma forma de correlação entre objetos quânticos, como partículas em escala atômica. Este fenómeno exclusivamente quântico não pode ser explicado pelas leis da física clássica, mas é uma das propriedades que explica o comportamento macroscópico dos sistemas quânticos. Como o emaranhamento é fundamental para o modo como os sistemas quânticos funcionam, compreendê-lo melhor poderia dar aos cientistas uma noção mais profunda de como a informação é armazenada e processada de forma eficiente em tais sistemas. Qubits, ou bits quânticos, são os blocos de construção de um computador quântico. No entanto, é extremamente difícil criar estados emaranhados específicos em sistemas com muitos qubits, e muito menos investigá-los. Há também uma variedade de estados emaranhados e diferenciá-los pode ser um desafio. Agora, MIT MIT é um acrônimo para Instituto de Tecnologia de Massachusetts. É uma prestigiosa universidade privada de pesquisa em Cambridge, Massachusetts, fundada em 1861. Está organizada em cinco escolas: arquitetura e planejamento; Engenharia; humanidades, artes e ciências sociais; gerenciamento; e ciência. O impacto do MIT inclui muitas descobertas científicas e avanços tecnológicos. Seu objetivo declarado é criar um mundo melhor por meio da educação, pesquisa e inovação. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">MIT pesquisadores demonstraram uma técnica para gerar com eficiência o emaranhamento entre uma série de qubits supercondutores que exibem um tipo específico de comportamento. Nos últimos anos, os pesquisadores da Engineering Quantum Systems (EQuSO grupo desenvolveu técnicas usando tecnologia de micro-ondas para controlar com precisão um processador quântico composto por circuitos supercondutores. Além dessas técnicas de controle, os métodos introduzidos neste trabalho permitem que o processador gere com eficiência estados altamente emaranhados e mude esses estados de um tipo de emaranhamento para outro - inclusive entre tipos que têm maior probabilidade de suportar aceleração quântica e aqueles que não são. “Aqui, estamos demonstrando que podemos utilizar os processadores quânticos emergentes como uma ferramenta para aprofundar nossa compreensão da física. Embora tudo o que fizemos neste experimento tenha sido em uma escala que ainda pode ser simulada em um computador clássico, temos um bom roteiro para dimensionar esta tecnologia e metodologia além do alcance da computação clássica”, diz Amir H. Karamlou '18, MEng ' 18, PhD '23, autor principal do artigo. O autor sênior é William D. Oliver, professor Henry Ellis Warren de engenharia elétrica e ciência da computação e de física, diretor do Centro de Engenharia Quântica, líder do grupo EQuS e diretor associado do Laboratório de Pesquisa em Eletrônica. Karamlou e Oliver são acompanhados pelo cientista pesquisador Jeff Grover, pelo pós-doutorado Ilan Rosen e outros nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e de Física do MIT, no Laboratório Lincoln do MIT, e no Wellesley College e na Universidade de Maryland. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Natureza.

Avaliando o emaranhamento Num grande sistema quântico compreendendo muitos qubits interligados, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume, com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas. No emaranhamento da lei de volume, a quantidade de emaranhamento entre um subsistema de qubits e o resto do sistema cresce proporcionalmente ao tamanho total do subsistema. Por outro lado, o emaranhamento da lei de área depende de quantas conexões compartilhadas existem entre um subsistema de qubits e o sistema maior. À medida que o subsistema se expande, a quantidade de emaranhamento só aumenta ao longo da fronteira entre o subsistema e o sistema maior. Em teoria, a formação do emaranhamento da lei dos volumes está relacionada com o que torna a computação quântica tão poderosa. “Embora ainda não tenhamos abstraído totalmente o papel que o emaranhamento desempenha nos algoritmos quânticos, sabemos que gerar emaranhamento de lei de volume é um ingrediente chave para obter uma vantagem quântica”, diz Oliver. No entanto, o emaranhamento da lei de volume também é mais complexo do que o emaranhamento da lei de área e praticamente proibitivo em escala para simular usando um computador clássico. “À medida que aumenta a complexidade do seu sistema quântico, torna-se cada vez mais difícil simulá-lo com computadores convencionais. Se estou tentando acompanhar totalmente um sistema com 80 qubits, por exemplo, precisarei armazenar mais informações do que armazenamos ao longo da história da humanidade”, diz Karamlou. Os pesquisadores criaram um processador quântico e um protocolo de controle que lhes permite gerar e investigar com eficiência ambos os tipos de emaranhamento. Seu processador compreende circuitos supercondutores, que são usados ​​para projetar átomos artificiais. Os átomos artificiais são utilizados como qubits, que podem ser controlados e lidos com alta precisão Quão próximo o valor medido está em conformidade com o valor correto. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">precisão usando sinais de microondas. O dispositivo utilizado para este experimento continha 16 qubits, dispostos em uma grade bidimensional. Os pesquisadores ajustaram cuidadosamente o processador para que todos os 16 qubits tivessem a mesma frequência de transição. Em seguida, eles aplicaram um drive de micro-ondas adicional a todos os qubits simultaneamente. Se esse drive de micro-ondas tiver a mesma frequência dos qubits, ele gerará estados quânticos que exibem emaranhamento de lei de volume. No entanto, à medida que a frequência de micro-ondas aumenta ou diminui, os qubits exibem menos emaranhamento de lei de volume, eventualmente passando para estados emaranhados que seguem cada vez mais uma escala de lei de área. Controle cuidadoso “Nosso experimento é um tour de force das capacidades dos processadores quânticos supercondutores. Em um experimento, operamos o processador tanto como um dispositivo de simulação analógico, permitindo-nos preparar eficientemente estados com diferentes estruturas de emaranhamento, quanto como um dispositivo de computação digital, necessário para medir a escala de emaranhamento resultante”, diz Rosen. Para permitir esse controle, a equipe trabalhou anos na construção cuidadosa da infraestrutura em torno do processador quântico. Ao demonstrar o cruzamento da lei do volume para o emaranhamento da lei da área, os pesquisadores confirmaram experimentalmente o que os estudos teóricos haviam previsto. Mais importante ainda, este método pode ser usado para determinar se o emaranhamento em um processador quântico genérico é lei de área ou lei de volume. “O experimento do MIT ressalta a distinção entre emaranhamento de lei de área e lei de volume em simulações quânticas bidimensionais usando qubits supercondutores.

Isto complementa lindamente nosso trabalho em tomografia hamiltoniana de emaranhamento com íons presos em um publicação paralela publicado em Natureza em 2023”, diz Peter Zoller, professor de física teórica na Universidade de Innsbruck, que não esteve envolvido neste trabalho. “Quantificar o emaranhamento em grandes sistemas quânticos é uma tarefa desafiadora para computadores clássicos, mas um bom exemplo de onde a simulação quântica pode ajudar”, diz Pedram Roushan, do Google, que também não esteve envolvido no estudo. “Usando um conjunto 2D de qubits supercondutores, Karamlou e colegas foram capazes de medir a entropia de emaranhamento de vários subsistemas de vários tamanhos. Eles medem as contribuições da lei de volume e da lei de área para a entropia, revelando o comportamento cruzado à medida que a energia do estado quântico do sistema é ajustada. Ele demonstra poderosamente os insights exclusivos que os simuladores quânticos podem oferecer.” No futuro, os cientistas poderão utilizar esta técnica para estudar o comportamento termodinâmico de sistemas quânticos complexos, que é demasiado complexo para ser estudado usando os métodos analíticos atuais e praticamente proibitivo de simular até mesmo nos supercomputadores mais poderosos do mundo. “As experiências que fizemos neste trabalho podem ser usadas para caracterizar ou avaliar sistemas quânticos de grande escala, e também podemos aprender algo mais sobre a natureza do emaranhamento nestes sistemas de muitos corpos”, diz Karamlou. Referência: “Probing entanglement in a 2D hard-core Bose-Hubbard lattice” por Amir H. Karamlou, Ilan T. Rosen, Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson, Yariv Yanay, Jeffrey A. Grover e William D. Oliver, 24 de abril de 2024 , Natureza. DOI: 10.1038/s41586-024-07325-z Coautores adicionais do estudo são Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson e Yariv Yanay. Esta pesquisa é financiada, em parte, pelo Departamento de Energia dos EUA, pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, pela National Science Foundation, pelo STC Center for Integrated Quantum Materials, pelo Wellesley College Samuel e Hilda Levitt Fellowship. , NASA Fundada em 1958, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) é uma agência independente do Governo Federal dos Estados Unidos que sucedeu ao Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica (NACA). É responsável pelo programa espacial civil, bem como pela pesquisa aeronáutica e aeroespacial. Sua visão é "Descobrir e expandir o conhecimento para o benefício da humanidade." Seus valores fundamentais são "segurança, integridade, trabalho em equipe, excelência e inclusão." A NASA conduz pesquisas, desenvolve tecnologia e lança missões para explorar e estudar a Terra, o sistema solar e o universo além. Também trabalha para promover o estado do conhecimento numa ampla gama de campos científicos, incluindo ciências da Terra e do espaço, ciências planetárias, astrofísica e heliofísica, e colabora com empresas privadas e parceiros internacionais para atingir os seus objetivos. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">NASAe o Instituto Oak Ridge de Ciência e Educação.

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Como o MIT está redefinindo a computação Num grande sistema quântico composto por muitas partes interligadas, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits (representado como esferas com setas) e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas, conforme ilustrado aqui. Crédito: Eli Krantz, Krantz NanoArt O avanço oferece uma forma de caracterizar um recurso fundamental necessário para Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. O emaranhamento é uma forma de correlação entre objetos quânticos, como partículas em escala atômica. Este fenómeno exclusivamente quântico não pode ser explicado pelas leis da física clássica, mas é uma das propriedades que explica o comportamento macroscópico dos sistemas quânticos. Como o emaranhamento é fundamental para o modo como os sistemas quânticos funcionam, compreendê-lo melhor poderia dar aos cientistas uma noção mais profunda de como a informação é armazenada e processada de forma eficiente em tais sistemas. Qubits, ou bits quânticos, são os blocos de construção de um computador quântico. No entanto, é extremamente difícil criar estados emaranhados específicos em sistemas com muitos qubits, e muito menos investigá-los. Há também uma variedade de estados emaranhados e diferenciá-los pode ser um desafio. Agora, MIT MIT é um acrônimo para Instituto de Tecnologia de Massachusetts. É uma prestigiosa universidade privada de pesquisa em Cambridge, Massachusetts, fundada em 1861. Está organizada em cinco escolas: arquitetura e planejamento; Engenharia; humanidades, artes e ciências sociais; gerenciamento; e ciência. O impacto do MIT inclui muitas descobertas científicas e avanços tecnológicos. Seu objetivo declarado é criar um mundo melhor por meio da educação, pesquisa e inovação. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">MIT pesquisadores demonstraram uma técnica para gerar com eficiência o emaranhamento entre uma série de qubits supercondutores que exibem um tipo específico de comportamento. Nos últimos anos, os pesquisadores da Engineering Quantum Systems (EQuSO grupo desenvolveu técnicas usando tecnologia de micro-ondas para controlar com precisão um processador quântico composto por circuitos supercondutores. Além dessas técnicas de controle, os métodos introduzidos neste trabalho permitem que o processador gere com eficiência estados altamente emaranhados e mude esses estados de um tipo de emaranhamento para outro - inclusive entre tipos que têm maior probabilidade de suportar aceleração quântica e aqueles que não são. “Aqui, estamos demonstrando que podemos utilizar os processadores quânticos emergentes como uma ferramenta para aprofundar nossa compreensão da física. Embora tudo o que fizemos neste experimento tenha sido em uma escala que ainda pode ser simulada em um computador clássico, temos um bom roteiro para dimensionar esta tecnologia e metodologia além do alcance da computação clássica”, diz Amir H. Karamlou '18, MEng ' 18, PhD '23, autor principal do artigo. O autor sênior é William D. Oliver, professor Henry Ellis Warren de engenharia elétrica e ciência da computação e de física, diretor do Centro de Engenharia Quântica, líder do grupo EQuS e diretor associado do Laboratório de Pesquisa em Eletrônica. Karamlou e Oliver são acompanhados pelo cientista pesquisador Jeff Grover, pelo pós-doutorado Ilan Rosen e outros nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e de Física do MIT, no Laboratório Lincoln do MIT, e no Wellesley College e na Universidade de Maryland. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Natureza.

Avaliando o emaranhamento Num grande sistema quântico compreendendo muitos qubits interligados, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume, com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas. No emaranhamento da lei de volume, a quantidade de emaranhamento entre um subsistema de qubits e o resto do sistema cresce proporcionalmente ao tamanho total do subsistema. Por outro lado, o emaranhamento da lei de área depende de quantas conexões compartilhadas existem entre um subsistema de qubits e o sistema maior. À medida que o subsistema se expande, a quantidade de emaranhamento só aumenta ao longo da fronteira entre o subsistema e o sistema maior. Em teoria, a formação do emaranhamento da lei dos volumes está relacionada com o que torna a computação quântica tão poderosa. “Embora ainda não tenhamos abstraído totalmente o papel que o emaranhamento desempenha nos algoritmos quânticos, sabemos que gerar emaranhamento de lei de volume é um ingrediente chave para obter uma vantagem quântica”, diz Oliver. No entanto, o emaranhamento da lei de volume também é mais complexo do que o emaranhamento da lei de área e praticamente proibitivo em escala para simular usando um computador clássico. “À medida que aumenta a complexidade do seu sistema quântico, torna-se cada vez mais difícil simulá-lo com computadores convencionais. Se estou tentando acompanhar totalmente um sistema com 80 qubits, por exemplo, precisarei armazenar mais informações do que armazenamos ao longo da história da humanidade”, diz Karamlou. Os pesquisadores criaram um processador quântico e um protocolo de controle que lhes permite gerar e investigar com eficiência ambos os tipos de emaranhamento. Seu processador compreende circuitos supercondutores, que são usados ​​para projetar átomos artificiais. Os átomos artificiais são utilizados como qubits, que podem ser controlados e lidos com alta precisão Quão próximo o valor medido está em conformidade com o valor correto. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">precisão usando sinais de microondas. O dispositivo utilizado para este experimento continha 16 qubits, dispostos em uma grade bidimensional. Os pesquisadores ajustaram cuidadosamente o processador para que todos os 16 qubits tivessem a mesma frequência de transição. Em seguida, eles aplicaram um drive de micro-ondas adicional a todos os qubits simultaneamente. Se esse drive de micro-ondas tiver a mesma frequência dos qubits, ele gerará estados quânticos que exibem emaranhamento de lei de volume. No entanto, à medida que a frequência de micro-ondas aumenta ou diminui, os qubits exibem menos emaranhamento de lei de volume, eventualmente passando para estados emaranhados que seguem cada vez mais uma escala de lei de área. Controle cuidadoso “Nosso experimento é um tour de force das capacidades dos processadores quânticos supercondutores. Em um experimento, operamos o processador tanto como um dispositivo de simulação analógico, permitindo-nos preparar eficientemente estados com diferentes estruturas de emaranhamento, quanto como um dispositivo de computação digital, necessário para medir a escala de emaranhamento resultante”, diz Rosen. Para permitir esse controle, a equipe trabalhou anos na construção cuidadosa da infraestrutura em torno do processador quântico. Ao demonstrar o cruzamento da lei do volume para o emaranhamento da lei da área, os pesquisadores confirmaram experimentalmente o que os estudos teóricos haviam previsto. Mais importante ainda, este método pode ser usado para determinar se o emaranhamento em um processador quântico genérico é lei de área ou lei de volume. “O experimento do MIT ressalta a distinção entre emaranhamento de lei de área e lei de volume em simulações quânticas bidimensionais usando qubits supercondutores.

Isto complementa lindamente nosso trabalho em tomografia hamiltoniana de emaranhamento com íons presos em um publicação paralela publicado em Natureza em 2023”, diz Peter Zoller, professor de física teórica na Universidade de Innsbruck, que não esteve envolvido neste trabalho. “Quantificar o emaranhamento em grandes sistemas quânticos é uma tarefa desafiadora para computadores clássicos, mas um bom exemplo de onde a simulação quântica pode ajudar”, diz Pedram Roushan, do Google, que também não esteve envolvido no estudo. “Usando um conjunto 2D de qubits supercondutores, Karamlou e colegas foram capazes de medir a entropia de emaranhamento de vários subsistemas de vários tamanhos. Eles medem as contribuições da lei de volume e da lei de área para a entropia, revelando o comportamento cruzado à medida que a energia do estado quântico do sistema é ajustada. Ele demonstra poderosamente os insights exclusivos que os simuladores quânticos podem oferecer.” No futuro, os cientistas poderão utilizar esta técnica para estudar o comportamento termodinâmico de sistemas quânticos complexos, que é demasiado complexo para ser estudado usando os métodos analíticos atuais e praticamente proibitivo de simular até mesmo nos supercomputadores mais poderosos do mundo. “As experiências que fizemos neste trabalho podem ser usadas para caracterizar ou avaliar sistemas quânticos de grande escala, e também podemos aprender algo mais sobre a natureza do emaranhamento nestes sistemas de muitos corpos”, diz Karamlou. Referência: “Probing entanglement in a 2D hard-core Bose-Hubbard lattice” por Amir H. Karamlou, Ilan T. Rosen, Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson, Yariv Yanay, Jeffrey A. Grover e William D. Oliver, 24 de abril de 2024 , Natureza. DOI: 10.1038/s41586-024-07325-z Coautores adicionais do estudo são Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson e Yariv Yanay. Esta pesquisa é financiada, em parte, pelo Departamento de Energia dos EUA, pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, pela National Science Foundation, pelo STC Center for Integrated Quantum Materials, pelo Wellesley College Samuel e Hilda Levitt Fellowship. , NASA Fundada em 1958, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) é uma agência independente do Governo Federal dos Estados Unidos que sucedeu ao Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica (NACA). É responsável pelo programa espacial civil, bem como pela pesquisa aeronáutica e aeroespacial. Sua visão é "Descobrir e expandir o conhecimento para o benefício da humanidade." Seus valores fundamentais são "segurança, integridade, trabalho em equipe, excelência e inclusão." A NASA conduz pesquisas, desenvolve tecnologia e lança missões para explorar e estudar a Terra, o sistema solar e o universo além. Também trabalha para promover o estado do conhecimento numa ampla gama de campos científicos, incluindo ciências da Terra e do espaço, ciências planetárias, astrofísica e heliofísica, e colabora com empresas privadas e parceiros internacionais para atingir os seus objetivos. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">NASAe o Instituto Oak Ridge de Ciência e Educação.

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Como o MIT está redefinindo a computação Num grande sistema quântico composto por muitas partes interligadas, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits (representado como esferas com setas) e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas, conforme ilustrado aqui. Crédito: Eli Krantz, Krantz NanoArt O avanço oferece uma forma de caracterizar um recurso fundamental necessário para Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. O emaranhamento é uma forma de correlação entre objetos quânticos, como partículas em escala atômica. Este fenómeno exclusivamente quântico não pode ser explicado pelas leis da física clássica, mas é uma das propriedades que explica o comportamento macroscópico dos sistemas quânticos. Como o emaranhamento é fundamental para o modo como os sistemas quânticos funcionam, compreendê-lo melhor poderia dar aos cientistas uma noção mais profunda de como a informação é armazenada e processada de forma eficiente em tais sistemas. Qubits, ou bits quânticos, são os blocos de construção de um computador quântico. No entanto, é extremamente difícil criar estados emaranhados específicos em sistemas com muitos qubits, e muito menos investigá-los. Há também uma variedade de estados emaranhados e diferenciá-los pode ser um desafio. Agora, MIT MIT é um acrônimo para Instituto de Tecnologia de Massachusetts. É uma prestigiosa universidade privada de pesquisa em Cambridge, Massachusetts, fundada em 1861. Está organizada em cinco escolas: arquitetura e planejamento; Engenharia; humanidades, artes e ciências sociais; gerenciamento; e ciência. O impacto do MIT inclui muitas descobertas científicas e avanços tecnológicos. Seu objetivo declarado é criar um mundo melhor por meio da educação, pesquisa e inovação. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">MIT pesquisadores demonstraram uma técnica para gerar com eficiência o emaranhamento entre uma série de qubits supercondutores que exibem um tipo específico de comportamento. Nos últimos anos, os pesquisadores da Engineering Quantum Systems (EQuSO grupo desenvolveu técnicas usando tecnologia de micro-ondas para controlar com precisão um processador quântico composto por circuitos supercondutores. Além dessas técnicas de controle, os métodos introduzidos neste trabalho permitem que o processador gere com eficiência estados altamente emaranhados e mude esses estados de um tipo de emaranhamento para outro - inclusive entre tipos que têm maior probabilidade de suportar aceleração quântica e aqueles que não são. “Aqui, estamos demonstrando que podemos utilizar os processadores quânticos emergentes como uma ferramenta para aprofundar nossa compreensão da física. Embora tudo o que fizemos neste experimento tenha sido em uma escala que ainda pode ser simulada em um computador clássico, temos um bom roteiro para dimensionar esta tecnologia e metodologia além do alcance da computação clássica”, diz Amir H. Karamlou '18, MEng ' 18, PhD '23, autor principal do artigo. O autor sênior é William D. Oliver, professor Henry Ellis Warren de engenharia elétrica e ciência da computação e de física, diretor do Centro de Engenharia Quântica, líder do grupo EQuS e diretor associado do Laboratório de Pesquisa em Eletrônica. Karamlou e Oliver são acompanhados pelo cientista pesquisador Jeff Grover, pelo pós-doutorado Ilan Rosen e outros nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e de Física do MIT, no Laboratório Lincoln do MIT, e no Wellesley College e na Universidade de Maryland. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Natureza.

Avaliando o emaranhamento Num grande sistema quântico compreendendo muitos qubits interligados, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume, com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas. No emaranhamento da lei de volume, a quantidade de emaranhamento entre um subsistema de qubits e o resto do sistema cresce proporcionalmente ao tamanho total do subsistema. Por outro lado, o emaranhamento da lei de área depende de quantas conexões compartilhadas existem entre um subsistema de qubits e o sistema maior. À medida que o subsistema se expande, a quantidade de emaranhamento só aumenta ao longo da fronteira entre o subsistema e o sistema maior. Em teoria, a formação do emaranhamento da lei dos volumes está relacionada com o que torna a computação quântica tão poderosa. “Embora ainda não tenhamos abstraído totalmente o papel que o emaranhamento desempenha nos algoritmos quânticos, sabemos que gerar emaranhamento de lei de volume é um ingrediente chave para obter uma vantagem quântica”, diz Oliver. No entanto, o emaranhamento da lei de volume também é mais complexo do que o emaranhamento da lei de área e praticamente proibitivo em escala para simular usando um computador clássico. “À medida que aumenta a complexidade do seu sistema quântico, torna-se cada vez mais difícil simulá-lo com computadores convencionais. Se estou tentando acompanhar totalmente um sistema com 80 qubits, por exemplo, precisarei armazenar mais informações do que armazenamos ao longo da história da humanidade”, diz Karamlou. Os pesquisadores criaram um processador quântico e um protocolo de controle que lhes permite gerar e investigar com eficiência ambos os tipos de emaranhamento. Seu processador compreende circuitos supercondutores, que são usados ​​para projetar átomos artificiais. Os átomos artificiais são utilizados como qubits, que podem ser controlados e lidos com alta precisão Quão próximo o valor medido está em conformidade com o valor correto. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">precisão usando sinais de microondas. O dispositivo utilizado para este experimento continha 16 qubits, dispostos em uma grade bidimensional. Os pesquisadores ajustaram cuidadosamente o processador para que todos os 16 qubits tivessem a mesma frequência de transição. Em seguida, eles aplicaram um drive de micro-ondas adicional a todos os qubits simultaneamente. Se esse drive de micro-ondas tiver a mesma frequência dos qubits, ele gerará estados quânticos que exibem emaranhamento de lei de volume. No entanto, à medida que a frequência de micro-ondas aumenta ou diminui, os qubits exibem menos emaranhamento de lei de volume, eventualmente passando para estados emaranhados que seguem cada vez mais uma escala de lei de área. Controle cuidadoso “Nosso experimento é um tour de force das capacidades dos processadores quânticos supercondutores. Em um experimento, operamos o processador tanto como um dispositivo de simulação analógico, permitindo-nos preparar eficientemente estados com diferentes estruturas de emaranhamento, quanto como um dispositivo de computação digital, necessário para medir a escala de emaranhamento resultante”, diz Rosen. Para permitir esse controle, a equipe trabalhou anos na construção cuidadosa da infraestrutura em torno do processador quântico. Ao demonstrar o cruzamento da lei do volume para o emaranhamento da lei da área, os pesquisadores confirmaram experimentalmente o que os estudos teóricos haviam previsto. Mais importante ainda, este método pode ser usado para determinar se o emaranhamento em um processador quântico genérico é lei de área ou lei de volume. “O experimento do MIT ressalta a distinção entre emaranhamento de lei de área e lei de volume em simulações quânticas bidimensionais usando qubits supercondutores.

Isto complementa lindamente nosso trabalho em tomografia hamiltoniana de emaranhamento com íons presos em um publicação paralela publicado em Natureza em 2023”, diz Peter Zoller, professor de física teórica na Universidade de Innsbruck, que não esteve envolvido neste trabalho. “Quantificar o emaranhamento em grandes sistemas quânticos é uma tarefa desafiadora para computadores clássicos, mas um bom exemplo de onde a simulação quântica pode ajudar”, diz Pedram Roushan, do Google, que também não esteve envolvido no estudo. “Usando um conjunto 2D de qubits supercondutores, Karamlou e colegas foram capazes de medir a entropia de emaranhamento de vários subsistemas de vários tamanhos. Eles medem as contribuições da lei de volume e da lei de área para a entropia, revelando o comportamento cruzado à medida que a energia do estado quântico do sistema é ajustada. Ele demonstra poderosamente os insights exclusivos que os simuladores quânticos podem oferecer.” No futuro, os cientistas poderão utilizar esta técnica para estudar o comportamento termodinâmico de sistemas quânticos complexos, que é demasiado complexo para ser estudado usando os métodos analíticos atuais e praticamente proibitivo de simular até mesmo nos supercomputadores mais poderosos do mundo. “As experiências que fizemos neste trabalho podem ser usadas para caracterizar ou avaliar sistemas quânticos de grande escala, e também podemos aprender algo mais sobre a natureza do emaranhamento nestes sistemas de muitos corpos”, diz Karamlou. Referência: “Probing entanglement in a 2D hard-core Bose-Hubbard lattice” por Amir H. Karamlou, Ilan T. Rosen, Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson, Yariv Yanay, Jeffrey A. Grover e William D. Oliver, 24 de abril de 2024 , Natureza. DOI: 10.1038/s41586-024-07325-z Coautores adicionais do estudo são Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson e Yariv Yanay. Esta pesquisa é financiada, em parte, pelo Departamento de Energia dos EUA, pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, pela National Science Foundation, pelo STC Center for Integrated Quantum Materials, pelo Wellesley College Samuel e Hilda Levitt Fellowship. , NASA Fundada em 1958, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) é uma agência independente do Governo Federal dos Estados Unidos que sucedeu ao Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica (NACA). É responsável pelo programa espacial civil, bem como pela pesquisa aeronáutica e aeroespacial. Sua visão é "Descobrir e expandir o conhecimento para o benefício da humanidade." Seus valores fundamentais são "segurança, integridade, trabalho em equipe, excelência e inclusão." A NASA conduz pesquisas, desenvolve tecnologia e lança missões para explorar e estudar a Terra, o sistema solar e o universo além. Também trabalha para promover o estado do conhecimento numa ampla gama de campos científicos, incluindo ciências da Terra e do espaço, ciências planetárias, astrofísica e heliofísica, e colabora com empresas privadas e parceiros internacionais para atingir os seus objetivos. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">NASAe o Instituto Oak Ridge de Ciência e Educação.

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Como o MIT está redefinindo a computação Num grande sistema quântico composto por muitas partes interligadas, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits (representado como esferas com setas) e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas, conforme ilustrado aqui. Crédito: Eli Krantz, Krantz NanoArt O avanço oferece uma forma de caracterizar um recurso fundamental necessário para Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. O emaranhamento é uma forma de correlação entre objetos quânticos, como partículas em escala atômica. Este fenómeno exclusivamente quântico não pode ser explicado pelas leis da física clássica, mas é uma das propriedades que explica o comportamento macroscópico dos sistemas quânticos. Como o emaranhamento é fundamental para o modo como os sistemas quânticos funcionam, compreendê-lo melhor poderia dar aos cientistas uma noção mais profunda de como a informação é armazenada e processada de forma eficiente em tais sistemas. Qubits, ou bits quânticos, são os blocos de construção de um computador quântico. No entanto, é extremamente difícil criar estados emaranhados específicos em sistemas com muitos qubits, e muito menos investigá-los. Há também uma variedade de estados emaranhados e diferenciá-los pode ser um desafio. Agora, MIT MIT é um acrônimo para Instituto de Tecnologia de Massachusetts. É uma prestigiosa universidade privada de pesquisa em Cambridge, Massachusetts, fundada em 1861. Está organizada em cinco escolas: arquitetura e planejamento; Engenharia; humanidades, artes e ciências sociais; gerenciamento; e ciência. O impacto do MIT inclui muitas descobertas científicas e avanços tecnológicos. Seu objetivo declarado é criar um mundo melhor por meio da educação, pesquisa e inovação. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">MIT pesquisadores demonstraram uma técnica para gerar com eficiência o emaranhamento entre uma série de qubits supercondutores que exibem um tipo específico de comportamento. Nos últimos anos, os pesquisadores da Engineering Quantum Systems (EQuSO grupo desenvolveu técnicas usando tecnologia de micro-ondas para controlar com precisão um processador quântico composto por circuitos supercondutores. Além dessas técnicas de controle, os métodos introduzidos neste trabalho permitem que o processador gere com eficiência estados altamente emaranhados e mude esses estados de um tipo de emaranhamento para outro - inclusive entre tipos que têm maior probabilidade de suportar aceleração quântica e aqueles que não são. “Aqui, estamos demonstrando que podemos utilizar os processadores quânticos emergentes como uma ferramenta para aprofundar nossa compreensão da física. Embora tudo o que fizemos neste experimento tenha sido em uma escala que ainda pode ser simulada em um computador clássico, temos um bom roteiro para dimensionar esta tecnologia e metodologia além do alcance da computação clássica”, diz Amir H. Karamlou '18, MEng ' 18, PhD '23, autor principal do artigo. O autor sênior é William D. Oliver, professor Henry Ellis Warren de engenharia elétrica e ciência da computação e de física, diretor do Centro de Engenharia Quântica, líder do grupo EQuS e diretor associado do Laboratório de Pesquisa em Eletrônica. Karamlou e Oliver são acompanhados pelo cientista pesquisador Jeff Grover, pelo pós-doutorado Ilan Rosen e outros nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e de Física do MIT, no Laboratório Lincoln do MIT, e no Wellesley College e na Universidade de Maryland. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Natureza.

Avaliando o emaranhamento Num grande sistema quântico compreendendo muitos qubits interligados, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume, com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas. No emaranhamento da lei de volume, a quantidade de emaranhamento entre um subsistema de qubits e o resto do sistema cresce proporcionalmente ao tamanho total do subsistema. Por outro lado, o emaranhamento da lei de área depende de quantas conexões compartilhadas existem entre um subsistema de qubits e o sistema maior. À medida que o subsistema se expande, a quantidade de emaranhamento só aumenta ao longo da fronteira entre o subsistema e o sistema maior. Em teoria, a formação do emaranhamento da lei dos volumes está relacionada com o que torna a computação quântica tão poderosa. “Embora ainda não tenhamos abstraído totalmente o papel que o emaranhamento desempenha nos algoritmos quânticos, sabemos que gerar emaranhamento de lei de volume é um ingrediente chave para obter uma vantagem quântica”, diz Oliver. No entanto, o emaranhamento da lei de volume também é mais complexo do que o emaranhamento da lei de área e praticamente proibitivo em escala para simular usando um computador clássico. “À medida que aumenta a complexidade do seu sistema quântico, torna-se cada vez mais difícil simulá-lo com computadores convencionais. Se estou tentando acompanhar totalmente um sistema com 80 qubits, por exemplo, precisarei armazenar mais informações do que armazenamos ao longo da história da humanidade”, diz Karamlou. Os pesquisadores criaram um processador quântico e um protocolo de controle que lhes permite gerar e investigar com eficiência ambos os tipos de emaranhamento. Seu processador compreende circuitos supercondutores, que são usados ​​para projetar átomos artificiais. Os átomos artificiais são utilizados como qubits, que podem ser controlados e lidos com alta precisão Quão próximo o valor medido está em conformidade com o valor correto. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">precisão usando sinais de microondas. O dispositivo utilizado para este experimento continha 16 qubits, dispostos em uma grade bidimensional. Os pesquisadores ajustaram cuidadosamente o processador para que todos os 16 qubits tivessem a mesma frequência de transição. Em seguida, eles aplicaram um drive de micro-ondas adicional a todos os qubits simultaneamente. Se esse drive de micro-ondas tiver a mesma frequência dos qubits, ele gerará estados quânticos que exibem emaranhamento de lei de volume. No entanto, à medida que a frequência de micro-ondas aumenta ou diminui, os qubits exibem menos emaranhamento de lei de volume, eventualmente passando para estados emaranhados que seguem cada vez mais uma escala de lei de área. Controle cuidadoso “Nosso experimento é um tour de force das capacidades dos processadores quânticos supercondutores. Em um experimento, operamos o processador tanto como um dispositivo de simulação analógico, permitindo-nos preparar eficientemente estados com diferentes estruturas de emaranhamento, quanto como um dispositivo de computação digital, necessário para medir a escala de emaranhamento resultante”, diz Rosen. Para permitir esse controle, a equipe trabalhou anos na construção cuidadosa da infraestrutura em torno do processador quântico. Ao demonstrar o cruzamento da lei do volume para o emaranhamento da lei da área, os pesquisadores confirmaram experimentalmente o que os estudos teóricos haviam previsto. Mais importante ainda, este método pode ser usado para determinar se o emaranhamento em um processador quântico genérico é lei de área ou lei de volume. “O experimento do MIT ressalta a distinção entre emaranhamento de lei de área e lei de volume em simulações quânticas bidimensionais usando qubits supercondutores.

Isto complementa lindamente nosso trabalho em tomografia hamiltoniana de emaranhamento com íons presos em um publicação paralela publicado em Natureza em 2023”, diz Peter Zoller, professor de física teórica na Universidade de Innsbruck, que não esteve envolvido neste trabalho. “Quantificar o emaranhamento em grandes sistemas quânticos é uma tarefa desafiadora para computadores clássicos, mas um bom exemplo de onde a simulação quântica pode ajudar”, diz Pedram Roushan, do Google, que também não esteve envolvido no estudo. “Usando um conjunto 2D de qubits supercondutores, Karamlou e colegas foram capazes de medir a entropia de emaranhamento de vários subsistemas de vários tamanhos. Eles medem as contribuições da lei de volume e da lei de área para a entropia, revelando o comportamento cruzado à medida que a energia do estado quântico do sistema é ajustada. Ele demonstra poderosamente os insights exclusivos que os simuladores quânticos podem oferecer.” No futuro, os cientistas poderão utilizar esta técnica para estudar o comportamento termodinâmico de sistemas quânticos complexos, que é demasiado complexo para ser estudado usando os métodos analíticos atuais e praticamente proibitivo de simular até mesmo nos supercomputadores mais poderosos do mundo. “As experiências que fizemos neste trabalho podem ser usadas para caracterizar ou avaliar sistemas quânticos de grande escala, e também podemos aprender algo mais sobre a natureza do emaranhamento nestes sistemas de muitos corpos”, diz Karamlou. Referência: “Probing entanglement in a 2D hard-core Bose-Hubbard lattice” por Amir H. Karamlou, Ilan T. Rosen, Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson, Yariv Yanay, Jeffrey A. Grover e William D. Oliver, 24 de abril de 2024 , Natureza. DOI: 10.1038/s41586-024-07325-z Coautores adicionais do estudo são Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson e Yariv Yanay. Esta pesquisa é financiada, em parte, pelo Departamento de Energia dos EUA, pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, pela National Science Foundation, pelo STC Center for Integrated Quantum Materials, pelo Wellesley College Samuel e Hilda Levitt Fellowship. , NASA Fundada em 1958, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) é uma agência independente do Governo Federal dos Estados Unidos que sucedeu ao Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica (NACA). É responsável pelo programa espacial civil, bem como pela pesquisa aeronáutica e aeroespacial. Sua visão é "Descobrir e expandir o conhecimento para o benefício da humanidade." Seus valores fundamentais são "segurança, integridade, trabalho em equipe, excelência e inclusão." A NASA conduz pesquisas, desenvolve tecnologia e lança missões para explorar e estudar a Terra, o sistema solar e o universo além. Também trabalha para promover o estado do conhecimento numa ampla gama de campos científicos, incluindo ciências da Terra e do espaço, ciências planetárias, astrofísica e heliofísica, e colabora com empresas privadas e parceiros internacionais para atingir os seus objetivos. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">NASAe o Instituto Oak Ridge de Ciência e Educação.

[gwsnet]

Como o MIT está redefinindo a computação Num grande sistema quântico composto por muitas partes interligadas, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits (representado como esferas com setas) e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas, conforme ilustrado aqui. Crédito: Eli Krantz, Krantz NanoArt O avanço oferece uma forma de caracterizar um recurso fundamental necessário para Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. O emaranhamento é uma forma de correlação entre objetos quânticos, como partículas em escala atômica. Este fenómeno exclusivamente quântico não pode ser explicado pelas leis da física clássica, mas é uma das propriedades que explica o comportamento macroscópico dos sistemas quânticos. Como o emaranhamento é fundamental para o modo como os sistemas quânticos funcionam, compreendê-lo melhor poderia dar aos cientistas uma noção mais profunda de como a informação é armazenada e processada de forma eficiente em tais sistemas. Qubits, ou bits quânticos, são os blocos de construção de um computador quântico. No entanto, é extremamente difícil criar estados emaranhados específicos em sistemas com muitos qubits, e muito menos investigá-los. Há também uma variedade de estados emaranhados e diferenciá-los pode ser um desafio. Agora, MIT MIT é um acrônimo para Instituto de Tecnologia de Massachusetts. É uma prestigiosa universidade privada de pesquisa em Cambridge, Massachusetts, fundada em 1861. Está organizada em cinco escolas: arquitetura e planejamento; Engenharia; humanidades, artes e ciências sociais; gerenciamento; e ciência. O impacto do MIT inclui muitas descobertas científicas e avanços tecnológicos. Seu objetivo declarado é criar um mundo melhor por meio da educação, pesquisa e inovação. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">MIT pesquisadores demonstraram uma técnica para gerar com eficiência o emaranhamento entre uma série de qubits supercondutores que exibem um tipo específico de comportamento. Nos últimos anos, os pesquisadores da Engineering Quantum Systems (EQuSO grupo desenvolveu técnicas usando tecnologia de micro-ondas para controlar com precisão um processador quântico composto por circuitos supercondutores. Além dessas técnicas de controle, os métodos introduzidos neste trabalho permitem que o processador gere com eficiência estados altamente emaranhados e mude esses estados de um tipo de emaranhamento para outro - inclusive entre tipos que têm maior probabilidade de suportar aceleração quântica e aqueles que não são. “Aqui, estamos demonstrando que podemos utilizar os processadores quânticos emergentes como uma ferramenta para aprofundar nossa compreensão da física. Embora tudo o que fizemos neste experimento tenha sido em uma escala que ainda pode ser simulada em um computador clássico, temos um bom roteiro para dimensionar esta tecnologia e metodologia além do alcance da computação clássica”, diz Amir H. Karamlou '18, MEng ' 18, PhD '23, autor principal do artigo. O autor sênior é William D. Oliver, professor Henry Ellis Warren de engenharia elétrica e ciência da computação e de física, diretor do Centro de Engenharia Quântica, líder do grupo EQuS e diretor associado do Laboratório de Pesquisa em Eletrônica. Karamlou e Oliver são acompanhados pelo cientista pesquisador Jeff Grover, pelo pós-doutorado Ilan Rosen e outros nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e de Física do MIT, no Laboratório Lincoln do MIT, e no Wellesley College e na Universidade de Maryland. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Natureza.

Avaliando o emaranhamento Num grande sistema quântico compreendendo muitos qubits interligados, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume, com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas. No emaranhamento da lei de volume, a quantidade de emaranhamento entre um subsistema de qubits e o resto do sistema cresce proporcionalmente ao tamanho total do subsistema. Por outro lado, o emaranhamento da lei de área depende de quantas conexões compartilhadas existem entre um subsistema de qubits e o sistema maior. À medida que o subsistema se expande, a quantidade de emaranhamento só aumenta ao longo da fronteira entre o subsistema e o sistema maior. Em teoria, a formação do emaranhamento da lei dos volumes está relacionada com o que torna a computação quântica tão poderosa. “Embora ainda não tenhamos abstraído totalmente o papel que o emaranhamento desempenha nos algoritmos quânticos, sabemos que gerar emaranhamento de lei de volume é um ingrediente chave para obter uma vantagem quântica”, diz Oliver. No entanto, o emaranhamento da lei de volume também é mais complexo do que o emaranhamento da lei de área e praticamente proibitivo em escala para simular usando um computador clássico. “À medida que aumenta a complexidade do seu sistema quântico, torna-se cada vez mais difícil simulá-lo com computadores convencionais. Se estou tentando acompanhar totalmente um sistema com 80 qubits, por exemplo, precisarei armazenar mais informações do que armazenamos ao longo da história da humanidade”, diz Karamlou. Os pesquisadores criaram um processador quântico e um protocolo de controle que lhes permite gerar e investigar com eficiência ambos os tipos de emaranhamento. Seu processador compreende circuitos supercondutores, que são usados ​​para projetar átomos artificiais. Os átomos artificiais são utilizados como qubits, que podem ser controlados e lidos com alta precisão Quão próximo o valor medido está em conformidade com o valor correto. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">precisão usando sinais de microondas. O dispositivo utilizado para este experimento continha 16 qubits, dispostos em uma grade bidimensional. Os pesquisadores ajustaram cuidadosamente o processador para que todos os 16 qubits tivessem a mesma frequência de transição. Em seguida, eles aplicaram um drive de micro-ondas adicional a todos os qubits simultaneamente. Se esse drive de micro-ondas tiver a mesma frequência dos qubits, ele gerará estados quânticos que exibem emaranhamento de lei de volume. No entanto, à medida que a frequência de micro-ondas aumenta ou diminui, os qubits exibem menos emaranhamento de lei de volume, eventualmente passando para estados emaranhados que seguem cada vez mais uma escala de lei de área. Controle cuidadoso “Nosso experimento é um tour de force das capacidades dos processadores quânticos supercondutores. Em um experimento, operamos o processador tanto como um dispositivo de simulação analógico, permitindo-nos preparar eficientemente estados com diferentes estruturas de emaranhamento, quanto como um dispositivo de computação digital, necessário para medir a escala de emaranhamento resultante”, diz Rosen. Para permitir esse controle, a equipe trabalhou anos na construção cuidadosa da infraestrutura em torno do processador quântico. Ao demonstrar o cruzamento da lei do volume para o emaranhamento da lei da área, os pesquisadores confirmaram experimentalmente o que os estudos teóricos haviam previsto. Mais importante ainda, este método pode ser usado para determinar se o emaranhamento em um processador quântico genérico é lei de área ou lei de volume. “O experimento do MIT ressalta a distinção entre emaranhamento de lei de área e lei de volume em simulações quânticas bidimensionais usando qubits supercondutores.

Isto complementa lindamente nosso trabalho em tomografia hamiltoniana de emaranhamento com íons presos em um publicação paralela publicado em Natureza em 2023”, diz Peter Zoller, professor de física teórica na Universidade de Innsbruck, que não esteve envolvido neste trabalho. “Quantificar o emaranhamento em grandes sistemas quânticos é uma tarefa desafiadora para computadores clássicos, mas um bom exemplo de onde a simulação quântica pode ajudar”, diz Pedram Roushan, do Google, que também não esteve envolvido no estudo. “Usando um conjunto 2D de qubits supercondutores, Karamlou e colegas foram capazes de medir a entropia de emaranhamento de vários subsistemas de vários tamanhos. Eles medem as contribuições da lei de volume e da lei de área para a entropia, revelando o comportamento cruzado à medida que a energia do estado quântico do sistema é ajustada. Ele demonstra poderosamente os insights exclusivos que os simuladores quânticos podem oferecer.” No futuro, os cientistas poderão utilizar esta técnica para estudar o comportamento termodinâmico de sistemas quânticos complexos, que é demasiado complexo para ser estudado usando os métodos analíticos atuais e praticamente proibitivo de simular até mesmo nos supercomputadores mais poderosos do mundo. “As experiências que fizemos neste trabalho podem ser usadas para caracterizar ou avaliar sistemas quânticos de grande escala, e também podemos aprender algo mais sobre a natureza do emaranhamento nestes sistemas de muitos corpos”, diz Karamlou. Referência: “Probing entanglement in a 2D hard-core Bose-Hubbard lattice” por Amir H. Karamlou, Ilan T. Rosen, Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson, Yariv Yanay, Jeffrey A. Grover e William D. Oliver, 24 de abril de 2024 , Natureza. DOI: 10.1038/s41586-024-07325-z Coautores adicionais do estudo são Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson e Yariv Yanay. Esta pesquisa é financiada, em parte, pelo Departamento de Energia dos EUA, pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, pela National Science Foundation, pelo STC Center for Integrated Quantum Materials, pelo Wellesley College Samuel e Hilda Levitt Fellowship. , NASA Fundada em 1958, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) é uma agência independente do Governo Federal dos Estados Unidos que sucedeu ao Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica (NACA). É responsável pelo programa espacial civil, bem como pela pesquisa aeronáutica e aeroespacial. Sua visão é "Descobrir e expandir o conhecimento para o benefício da humanidade." Seus valores fundamentais são "segurança, integridade, trabalho em equipe, excelência e inclusão." A NASA conduz pesquisas, desenvolve tecnologia e lança missões para explorar e estudar a Terra, o sistema solar e o universo além. Também trabalha para promover o estado do conhecimento numa ampla gama de campos científicos, incluindo ciências da Terra e do espaço, ciências planetárias, astrofísica e heliofísica, e colabora com empresas privadas e parceiros internacionais para atingir os seus objetivos. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">NASAe o Instituto Oak Ridge de Ciência e Educação.

[edisonblog]

Nanoart is a contemporary art form that fuses science and technology to produce unique visual works. Nanoart refers to the creation of works of art using nanotechnology, which operates at a nanometer scale (a nanometer is one billionth of a meter). It is a constantly evolving field that reflects the convergence between scientific and artistic disciplines. Here are some techniques and concepts related to nanoart: Manipulation at the Atomic and Molecular Scale: Nanomanipulation: Uses techniques to manipulate and assemble atoms and molecules individually to create specific structures. Scanning Probe Microscopy: Atomic Force Microscopy (AFM): It allows you to visualize and manipulate nanoscale structures using an extremely fine probe. Scanning Tunneling Microscopy (STM):   Measures the electrical current between the probe and the surface, creating images of the topography of the sample at the atomic level. Nanopaint and Nanobrushes: Nanobrushes: Instruments that allow you to apply or "paint" materials at a nanometric scale. Nanosculpture: Electron Lithography: Uses beams of electrons to carve or modify nanometer-level structures on substrates. Molecular Autensassembly: Self-assembly: Allows molecules to organize and form three-dimensional structures spontaneously. Nanoparticles and Nanotubes: Metallic Nanoparticles: Small metallic particles that exhibit unique optical properties and are used in the creation of nanometric colors and patterns. Carbon Nanotubes: Cylindrical carbon structures with special mechanical and electrical properties. Virtual Reality and Computational Modeling: Computational Simulation: Use of software to model and simulate nanoscale structures before their physical creation. Biological Inspiration: Biomimesis: Inspired by biological structures and processes to create art at the nanometric level. Nanoart not only explores the aesthetics of the extremely small, but also challenges conventional perceptions of art by incorporating science and technology into the creation of works.

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Microscopic view , from Pesquisa FAPESP Magazine <img src="https://revistapesquisa.fapesp.br/wp-content/uploads/2024/02/RPF-fotolab-olho-de-formiga-2024-02-1140.jpg" class="attachment-post- thumbnail size-post-thumbnail wp-post-image" alt="" loading="lazy" srcset="https://revistapesquisa.fapesp.br/wp-content/uploads/2024/02/RPF-fotolab-olho- de-formiga-2024-02-1140.jpg 1140w, https://revistapesquisa.fapesp.br/wp-content/uploads/2024/02/RPF-fotolab-olho-de-formiga-2024-02-1140-250x152 .jpg 250w, https://revistapesquisa.fapesp.br/wp-content/uploads/2024/02/RPF-fotolab-olho-de-formiga-2024-02-1140-700x425.jpg 700w,

.fapesp.br/wp-content/uploads/2024/02/RPF-fotolab-olho-de-formiga-2024-02-1140-120x73.jpg 120w" sizes="(max-width: 1140px) 100vw, 1140px" ><p> When science and art meet, the effect can be surprising and inspiring. This is what chemist Márcio de Paula bets on when he shows the scanning electron microscope to students in school groups. “They are amazed to see something that they constantly encounter in their daily lives, but they never imagined it was like this”, says he, who produces images from insects, leaves, pollen grains and other small items that he collects. Above, the eye of an ant that walked through the sugar jar in his house. The image was colored using nanoart techniques and was awarded third place, in November, in the international Nanoartography competition, among 306 competing works from 36 countries. </p><p><em>Image sent by Márcio de Paula, electron microscopy technician at the Chemistry Institute of the University of São Paulo in São Carlos (IQSC-USP)</em></p><p class= "bibliography tab-bibliography">Does your research yield pretty photos? Send it to <a href="imagempesquisa@fapesp.br" target="_blank" rel="noopener">imagempesquisa@fapesp.br</a>. His work may be published in the magazine. </ P> <br> <p> This text was originally published by <a href='

'>Pesquisa FAPESP</a> in accordance with <a href='https://creativecommons.org/licenses/by- nd/4.0/'> Creative Commons license CC-BY-NC-ND</a>. Read the <a href='https://revistapesquisa.fapesp.br/visao-microscopica/' target='_blank'>original here</a>.</p><script>var img = new Image(); img.src='https://revistapesquisa.fapesp.br/republicacao_frame?id=502003&referer=' + window.location.href;</script>

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#edisonmariotti

edison mariotti

.br

Nanoarte é uma forma de arte contemporânea que funde ciência e tecnologia para produzir obras visuais únicas. Nanoarte refere-se à criação de obras de arte utilizando a nanotecnologia, que opera em escala nanométrica (um nanômetro equivale a um bilionésimo de metro). É um campo em constante evolução que reflete a convergência entre disciplinas científicas e artísticas. Aqui estão algumas técnicas e conceitos relacionados à nanoarte: Manipulação em Escala Atômica e Molecular: Nanomanipulação: Utiliza técnicas para manipular e montar átomos e moléculas individualmente para criar estruturas específicas. Microscopia de Varredura por Sonda: Microscopia de Força Atômica (AFM): Ele permite visualizar e manipular estruturas em nanoescala usando uma sonda extremamente fina. Microscopia de Varredura por Tunelamento (STM):   Mede a corrente elétrica entre a sonda e a superfície, criando imagens da topografia da amostra em nível atômico. Nanopintura e Nanopincéis: Nanoescovas: Instrumentos que permitem aplicar ou “pintar” materiais em escala nanométrica. Nanoescultura: Litografia Eletrônica: Usa feixes de elétrons para esculpir ou modificar estruturas de nível nanométrico em substratos. Montagem molecular de Autens: Auto-montagem: Permite que as moléculas se organizem e formem estruturas tridimensionais espontaneamente. Nanopartículas e Nanotubos: Nanopartículas Metálicas: Pequenas partículas metálicas que exibem propriedades ópticas únicas e são utilizadas na criação de cores e padrões nanométricos. Nanotubos de carbono: Estruturas cilíndricas de carbono com propriedades mecânicas e elétricas especiais. Realidade Virtual e Modelagem Computacional: Simulação Computacional: Uso de software para modelar e simular estruturas em nanoescala antes de sua criação física. Inspiração Biológica: Biomimese: Inspirado em estruturas e processos biológicos para criar arte em nível nanométrico. A nanoarte não apenas explora a estética do extremamente pequeno, mas também desafia as percepções convencionais da arte, incorporando ciência e tecnologia na criação de obras.

[vidcundcuriousgoth]

I got commissioned to draw gamer Angela Pleasant. So here's a gamer Angela Pleasant.

[nanominyo]

2016 - 2020 - 2023

Redrew my OC Rusie again. At this time it's all about how much I've improved both in art and in character design.

Also Rusie has never been an elf despite popular belief of the person who said "I'll miss the smexy elf"

[vilaoperaria]

Como o MIT está redefinindo a computação Num grande sistema quântico composto por muitas partes interligadas, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits (representado como esferas com setas) e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas, conforme ilustrado aqui. Crédito: Eli Krantz, Krantz NanoArt O avanço oferece uma forma de caracterizar um recurso fundamental necessário para Computação quântica Realização de computação usando fenômenos da mecânica quântica, como superposição e emaranhamento. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">computação quântica. O emaranhamento é uma forma de correlação entre objetos quânticos, como partículas em escala atômica. Este fenómeno exclusivamente quântico não pode ser explicado pelas leis da física clássica, mas é uma das propriedades que explica o comportamento macroscópico dos sistemas quânticos. Como o emaranhamento é fundamental para o modo como os sistemas quânticos funcionam, compreendê-lo melhor poderia dar aos cientistas uma noção mais profunda de como a informação é armazenada e processada de forma eficiente em tais sistemas. Qubits, ou bits quânticos, são os blocos de construção de um computador quântico. No entanto, é extremamente difícil criar estados emaranhados específicos em sistemas com muitos qubits, e muito menos investigá-los. Há também uma variedade de estados emaranhados e diferenciá-los pode ser um desafio. Agora, MIT MIT é um acrônimo para Instituto de Tecnologia de Massachusetts. É uma prestigiosa universidade privada de pesquisa em Cambridge, Massachusetts, fundada em 1861. Está organizada em cinco escolas: arquitetura e planejamento; Engenharia; humanidades, artes e ciências sociais; gerenciamento; e ciência. O impacto do MIT inclui muitas descobertas científicas e avanços tecnológicos. Seu objetivo declarado é criar um mundo melhor por meio da educação, pesquisa e inovação. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">MIT pesquisadores demonstraram uma técnica para gerar com eficiência o emaranhamento entre uma série de qubits supercondutores que exibem um tipo específico de comportamento. Nos últimos anos, os pesquisadores da Engineering Quantum Systems (EQuSO grupo desenvolveu técnicas usando tecnologia de micro-ondas para controlar com precisão um processador quântico composto por circuitos supercondutores. Além dessas técnicas de controle, os métodos introduzidos neste trabalho permitem que o processador gere com eficiência estados altamente emaranhados e mude esses estados de um tipo de emaranhamento para outro - inclusive entre tipos que têm maior probabilidade de suportar aceleração quântica e aqueles que não são. “Aqui, estamos demonstrando que podemos utilizar os processadores quânticos emergentes como uma ferramenta para aprofundar nossa compreensão da física. Embora tudo o que fizemos neste experimento tenha sido em uma escala que ainda pode ser simulada em um computador clássico, temos um bom roteiro para dimensionar esta tecnologia e metodologia além do alcance da computação clássica”, diz Amir H. Karamlou '18, MEng ' 18, PhD '23, autor principal do artigo. O autor sênior é William D. Oliver, professor Henry Ellis Warren de engenharia elétrica e ciência da computação e de física, diretor do Centro de Engenharia Quântica, líder do grupo EQuS e diretor associado do Laboratório de Pesquisa em Eletrônica. Karamlou e Oliver são acompanhados pelo cientista pesquisador Jeff Grover, pelo pós-doutorado Ilan Rosen e outros nos departamentos de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e de Física do MIT, no Laboratório Lincoln do MIT, e no Wellesley College e na Universidade de Maryland. A pesquisa foi publicada recentemente na revista Natureza.

Avaliando o emaranhamento Num grande sistema quântico compreendendo muitos qubits interligados, pode-se pensar no emaranhamento como a quantidade de informação quântica partilhada entre um determinado subsistema de qubits e o resto do sistema maior. O emaranhado dentro de um sistema quântico pode ser categorizado como lei de área ou lei de volume, com base em como essa informação compartilhada se adapta à geometria dos subsistemas. No emaranhamento da lei de volume, a quantidade de emaranhamento entre um subsistema de qubits e o resto do sistema cresce proporcionalmente ao tamanho total do subsistema. Por outro lado, o emaranhamento da lei de área depende de quantas conexões compartilhadas existem entre um subsistema de qubits e o sistema maior. À medida que o subsistema se expande, a quantidade de emaranhamento só aumenta ao longo da fronteira entre o subsistema e o sistema maior. Em teoria, a formação do emaranhamento da lei dos volumes está relacionada com o que torna a computação quântica tão poderosa. “Embora ainda não tenhamos abstraído totalmente o papel que o emaranhamento desempenha nos algoritmos quânticos, sabemos que gerar emaranhamento de lei de volume é um ingrediente chave para obter uma vantagem quântica”, diz Oliver. No entanto, o emaranhamento da lei de volume também é mais complexo do que o emaranhamento da lei de área e praticamente proibitivo em escala para simular usando um computador clássico. “À medida que aumenta a complexidade do seu sistema quântico, torna-se cada vez mais difícil simulá-lo com computadores convencionais. Se estou tentando acompanhar totalmente um sistema com 80 qubits, por exemplo, precisarei armazenar mais informações do que armazenamos ao longo da história da humanidade”, diz Karamlou. Os pesquisadores criaram um processador quântico e um protocolo de controle que lhes permite gerar e investigar com eficiência ambos os tipos de emaranhamento. Seu processador compreende circuitos supercondutores, que são usados ​​para projetar átomos artificiais. Os átomos artificiais são utilizados como qubits, que podem ser controlados e lidos com alta precisão Quão próximo o valor medido está em conformidade com o valor correto. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">precisão usando sinais de microondas. O dispositivo utilizado para este experimento continha 16 qubits, dispostos em uma grade bidimensional. Os pesquisadores ajustaram cuidadosamente o processador para que todos os 16 qubits tivessem a mesma frequência de transição. Em seguida, eles aplicaram um drive de micro-ondas adicional a todos os qubits simultaneamente. Se esse drive de micro-ondas tiver a mesma frequência dos qubits, ele gerará estados quânticos que exibem emaranhamento de lei de volume. No entanto, à medida que a frequência de micro-ondas aumenta ou diminui, os qubits exibem menos emaranhamento de lei de volume, eventualmente passando para estados emaranhados que seguem cada vez mais uma escala de lei de área. Controle cuidadoso “Nosso experimento é um tour de force das capacidades dos processadores quânticos supercondutores. Em um experimento, operamos o processador tanto como um dispositivo de simulação analógico, permitindo-nos preparar eficientemente estados com diferentes estruturas de emaranhamento, quanto como um dispositivo de computação digital, necessário para medir a escala de emaranhamento resultante”, diz Rosen. Para permitir esse controle, a equipe trabalhou anos na construção cuidadosa da infraestrutura em torno do processador quântico. Ao demonstrar o cruzamento da lei do volume para o emaranhamento da lei da área, os pesquisadores confirmaram experimentalmente o que os estudos teóricos haviam previsto. Mais importante ainda, este método pode ser usado para determinar se o emaranhamento em um processador quântico genérico é lei de área ou lei de volume. “O experimento do MIT ressalta a distinção entre emaranhamento de lei de área e lei de volume em simulações quânticas bidimensionais usando qubits supercondutores.

Isto complementa lindamente nosso trabalho em tomografia hamiltoniana de emaranhamento com íons presos em um publicação paralela publicado em Natureza em 2023”, diz Peter Zoller, professor de física teórica na Universidade de Innsbruck, que não esteve envolvido neste trabalho. “Quantificar o emaranhamento em grandes sistemas quânticos é uma tarefa desafiadora para computadores clássicos, mas um bom exemplo de onde a simulação quântica pode ajudar”, diz Pedram Roushan, do Google, que também não esteve envolvido no estudo. “Usando um conjunto 2D de qubits supercondutores, Karamlou e colegas foram capazes de medir a entropia de emaranhamento de vários subsistemas de vários tamanhos. Eles medem as contribuições da lei de volume e da lei de área para a entropia, revelando o comportamento cruzado à medida que a energia do estado quântico do sistema é ajustada. Ele demonstra poderosamente os insights exclusivos que os simuladores quânticos podem oferecer.” No futuro, os cientistas poderão utilizar esta técnica para estudar o comportamento termodinâmico de sistemas quânticos complexos, que é demasiado complexo para ser estudado usando os métodos analíticos atuais e praticamente proibitivo de simular até mesmo nos supercomputadores mais poderosos do mundo. “As experiências que fizemos neste trabalho podem ser usadas para caracterizar ou avaliar sistemas quânticos de grande escala, e também podemos aprender algo mais sobre a natureza do emaranhamento nestes sistemas de muitos corpos”, diz Karamlou. Referência: “Probing entanglement in a 2D hard-core Bose-Hubbard lattice” por Amir H. Karamlou, Ilan T. Rosen, Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson, Yariv Yanay, Jeffrey A. Grover e William D. Oliver, 24 de abril de 2024 , Natureza. DOI: 10.1038/s41586-024-07325-z Coautores adicionais do estudo são Sarah E. Muschinske, Cora N. Barrett, Agustin Di Paolo, Leon Ding, Patrick M. Harrington, Max Hays, Rabindra Das, David K. Kim, Bethany M. Niedzielski, Meghan Schuldt, Kyle Serniak, Mollie E. Schwartz, Jonilyn L. Yoder, Simon Gustavsson e Yariv Yanay. Esta pesquisa é financiada, em parte, pelo Departamento de Energia dos EUA, pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA, pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, pela National Science Foundation, pelo STC Center for Integrated Quantum Materials, pelo Wellesley College Samuel e Hilda Levitt Fellowship. , NASA Fundada em 1958, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) é uma agência independente do Governo Federal dos Estados Unidos que sucedeu ao Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica (NACA). É responsável pelo programa espacial civil, bem como pela pesquisa aeronáutica e aeroespacial. Sua visão é "Descobrir e expandir o conhecimento para o benefício da humanidade." Seus valores fundamentais são "segurança, integridade, trabalho em equipe, excelência e inclusão." A NASA conduz pesquisas, desenvolve tecnologia e lança missões para explorar e estudar a Terra, o sistema solar e o universo além. Também trabalha para promover o estado do conhecimento numa ampla gama de campos científicos, incluindo ciências da Terra e do espaço, ciências planetárias, astrofísica e heliofísica, e colabora com empresas privadas e parceiros internacionais para atingir os seus objetivos. " dados-gt-translate-attributes="[{["atributo":"data-cmtooltip", "formatar":"HTML"]" tabindex="0" role="link">NASAe o Instituto Oak Ridge de Ciência e Educação.

[sergeyblokh]

ЗАВТРАК/BREAKFAST

Мы стоим у длинного стола. На нем расположились 8 машин, созданных разумом человека. Они рождают органическую еду. Пшеницу, подсолнечник, бобовые, чеснок, капусту, тыкву, ягоды, и тд.

За процессом создания продуктов наблюдают кролик и лягушка. Они свидетели решения одного из древнейших вопросов, терзавшего умы ученых. Бесконечный, возобновляемый, гуманный источник питания. В прошлом жертвенные/подопытные животные восседают за одним столом с человеком.

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We stand in front of a long table. On it are located 8 machines created by the human mind. Machines produce organic food. These are plants, sunflower, legumes, garlic, cabbage, pumpkin, berries.

The process of creating products is watched by a rabbit and a frog. They are witnesses of how one of the most important issues that excited the minds of scientists is solved. An endless, renewable food source has finally been found . And in the past, sacrificial / experimental animals sit at the same table as humans now.

[dancelordzuko]

Edelgard from the newly revealed FE 16: Three Houses! I already know I’m gonna love her.

[zapata-painter]

Derniers coups de bombes avant l'exposition chez @akiza_artgallery ! #Zapata ¡Z! #art #streetart #contemporaryart #nanowipproject #miniature #nanoart #tiny #stencil #akizagallery #paris

[atomstalk]

We are in love with this tiny tug boat! 3D printed by scientists at Leiden University, a strand of human hair would look like a river to this cell sized, 30-micrometre structure. The design itself, called 3DBenchy, is a structure designed to test 3D printers, and this tiny version could be the smallest built ship on Earth!  ​. ​📷: Doherty et al., Soft Materials, 2020 . . Follow @atomstalk . . . #nanoworld #nanotechnology #nanotech #microworld #nanoart #shipsworld #3dprinting #techfun https://www.instagram.com/p/CG7jmB6jo8c/?igshid=eipa33ag08wn