Теги → eth zurich

Учёные из Швейцарии сообщили о прорыве в квантовых вычислениях — они придумали, как автоматически корректировать ошибки

На пути у программируемых квантовых систем одним из препятствий является вероятностный характер полученных на квантовых компьютерах расчётов. Путей для коррекции ошибок много, но все они сложные и затратные. Обойти препятствие обещают исследователи из Швейцарии, которым впервые удалось быстро и непрерывно исправлять ошибки в цифровых квантовых системах.

 Источник изображения: ETH Zurich

Источник изображения: ETH Zurich

Группа учёных из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) спроектировала и реализовала на практике криогенную квантовую платформу с блоком автоматического исправления ошибок. Статья о работе опубликована на ресурсе ArXiv.org и ждёт рецензирования для печати в одном из научных изданий.

«Демонстрация того, что ошибки в квантовом компьютере, работающем с квантовыми битами (кубитами), могут быть исправлены быстро и многократно, является прорывом на пути к созданию практического квантового компьютера», — подтвердил Андреас Валлрафф (An­dreas Wallraff), профессор кафедры физики и директор Квантового центра при ETH Zurich.

Для надёжной коррекции ошибок квантовых вычислений исследователи воспользовались так называемым поверхностным кодом, когда кубиты сформированы в двумерные матрицы из логических и физических кубитов, когда информация о состоянии одного логического кубита распределена в виде состояний нескольких физических кубитов. Считается, что только так одновременно могут исправляться оба фундаментальных типа ошибок в квантовых расчётах: со случайными переворотами битов и со случайными переворотами фазы.

 Источник изображения: ETH Zurich

Источник изображения: ETH Zurich

Для эксперимента был изготовлен чип из 17 сверхпроводящих кубитов. Из этого числа 9 кубитов располагались в виде матрицы 3×3 и представляли собой один логический кубит — это фактически один разряд, если сравнивать его с классическим компьютером. Остальные 8 кубитов, размещённые со смещением относительно матрицы, служили механизмом для обнаружения и коррекции ошибок.

Если в предложенной архитектуре в логическом кубите происходило искажающее информацию возмущение, то система распознавала его как ошибку. Для коррекции ошибки управляющая электроника вносила изменение в измерительный сигнал до тех пор, пока информация не была восстановлена. В этом механизме есть уловка, в чём исследователи сами признаются. Они исправляют не ошибку состояния кубита, а вносят коррективы в снятый с кубита сигнал.

 Источник изображения: ETH Zurich

Источник изображения: ETH Zurich

«Сейчас мы не исправляем ошибки непосредственно в кубитах, — признается Себастьян Криннер (Sebastian Krinner), учёный из группы Валраффа и ведущий автор исследования вместе с Натан Лакруа (Nathan Lacroix). — Но для большинства арифметических операций это даже не нужно».

В качестве следующего шага исследователи хотят создать чип с решёткой из пяти кубитов, что требует соответственно более сложной технологии, и будет включать больше кубитов для коррекции ошибок. Решение группы на первый взгляд представляется слишком сложным, но альтернативы ещё хуже. К примеру, согласно исследованию Google, для полного устранения ошибок в квантовых вычислениях на каждый логический кубит необходимо выделять 1000 физических кубитов.

Швейцарский четвероногий колёсный робот научился вставать на задние конечности

Разработанный швейцарскими инженерами робот ANYmal демонстрировал примечательные способности, когда был относительно простой четвероногой машиной. В 2020 году к его конечностям добавили колёса, благодаря которым он получил альтернативный способ передвижения. Теперь же авторы проекта научили своё детище подниматься на задние конечности и готовят его к доставке товаров в городских условиях.

 Источник изображения: Robotic Systems Lab: Legged Robotics at ETH Zürich / youtube.com

Источник изображения: Robotic Systems Lab: Legged Robotics at ETH Zürich / youtube.com

На фото представлена последняя версия робота, известного ранее как ANYmal. Сейчас его разработкой занимается Swiss-Mile — дочерняя компания Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich), а сам механизм получил название Swiss-Mile Robot. Он сохранил оригинальную конструкцию на четырёх конечностях, как и способность передвигаться шагами, подобно зверю — это действительно удобно, когда необходимо преодолевать препятствия вроде ступеней, являющихся настоящей проблемой для колёсных роботов. Установленные на конечностях моторизованные колёса оказываются намного энергоэффективнее ходьбы при движении по ровным поверхностям, будь то тротуары или полы в зданиях. При необходимости робот может скатиться и с лестницы — в этом случае его ноги работают как амортизаторы.

Автономная навигация Swiss-Mile Robot обеспечивается за счёт камер, лидара и GPS-модуля, а заряда аккумулятора пока хватает лишь на два часа работы в автономном режиме. Ключевой особенностью новой версии робота является его способность подниматься на задние конечности и ехать только на двух колёсах — машина удерживает равновесие за счёт встроенных сенсоров и данных от 16 моторов на конечностях и колёсах. Член команды разработчиков доктор Марко Бьелонич (Marko Bjelonic) говорит, что благодаря этому механизм сможет использовать передние конечности как руки, получая пакеты от клиентов и помещая их в грузовой отсек у себя на спине. Swiss-Mile Robot уже почти готов к выходу на рынок — это ожидается уже в 2022 году, а ориентировочная цена пока не сообщается.

Швейцарские учёные создали «солнечный реактор», превращающий воду и углекислый газ в керосин

Специалисты Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (ETH Zurich) продемонстрировали пилотную версию системы, способной производить горючее буквально из воды, воздуха и солнечного света. Устройство захватывает из атмосферы углекислый газ и воду и использует энергию солнца для создания «углеродно-нейтрального» топлива.

 Источник изображения: ethz.ch

Источник изображения: ethz.ch

Отсутствие массовых экологически безопасных технологий замедляет переход на зелёную энергетику. Решением могут стать синтетические виды топлива, во многом похожие на ископаемые углеводороды. При этом они являются возобновляемым ресурсом и способны полностью или частично заменить традиционные виды горючего в уже существующей энергетической инфраструктуре.

В ходе нового исследования сотрудники ETH Zurich разработали и протестировали систему, способную производить подобные виды топлива — при их сжигании выброс углекислого газа не превышает объём углекислого газа, забранного из атмосферы при производстве. Таким образом атмосфера хотя бы не загрязняется ещё больше.

Система состоит из трёх модулей — захвата газа, солнечного преобразователя и преобразователя синтетического газа в жидкие углеводороды. Первая секция забирает воздух, поглощая содержащиеся в нём диоксид углерода и воду, во второй солнечная энергия используется для запуска химических реакций и создания синтез-газа — смеси водорода и моноксида углерода. Газ может использоваться как сам по себе, так и перерабатываться в третьем модуле в керосин или метанол.

Для теста концепции исследователи установили на крыше здания небольшую систему мощностью 5 кВт. Работая по 7 часов в день с периодическим солнечным освещением, система смогла сгенерировать 32 мл метанола ежедневно.

Хотя это очень немного, в команде заявляют, что продемонстрирована только работоспособность концепции и система может быть масштабирована для коммерческого использования. Большой завод может представлять собой целое поле «концентраторов», фокусирующих свет на центральной башне. По расчётам учёных завод, использующий систему из 10 полей концентраторов, каждый из которых генерирует 100 МВт солнечной энергии, сможет производить 95 000 л керосина в день. Этого достаточно, чтобы обеспечить авиалайнер уровня Airbus A350 топливом для полёта из Лондона в Нью-Йорк и обратно.

Для того, чтобы полностью покрыть потребности всей авиации в керосине, по расчётам учёных необходимо покрыть относительно небольшую площадь — «всего» 45 000 квадратных километров. К сожалению, первоначальные затраты делают такое топливо более дорогим, чем то, которое они призваны заменить, поэтому для реализации проекта потребуются субсидии и сторонняя поддержка.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Магазин Microsoft Store теперь доступен для всех Win32-приложений 4 ч.
Поиск изображений с помощью Google Lens в браузере Chrome станет удобнее 4 ч.
Softline показала отличные годовые результаты, но теперь вынуждена сократить зарплаты части сотрудников в России на четверть 8 ч.
Новая статья: Если не TeamViewer, то кот: почти два десятка аналогов популярного сервиса удалённого доступа 8 ч.
Microsoft представила Dev Box — рабочую станцию на Windows в облаке 9 ч.
Windows 11 получит поддержку сторонних виджетов до конца 2022 года 9 ч.
Microsoft Store научится автоматически восстанавливать все установленные ранее приложения на новом ПК с Windows 11 9 ч.
Создатели Battlefield 2042 объявили о прекращении активной поддержки режима Hazard Zone и пообещали всевозможные улучшения 10 ч.
Мультиплеерное приключение Temtem вырвется из раннего доступа и появится на новых консолях в сентябре 11 ч.
Разработчики Call of Duty: Modern Warfare 2 раскрыли дату выхода, но игру так и не показали 12 ч.
Электрический Mercedes-Benz Gelandewagen продемонстрировал способность разворачиваться на месте 3 мин.
Walmart расширяет доставку беспилотниками на 4 млн домохозяйств США 24 мин.
Испания готова развернуть на своей территории выпуск чипов как по технологии 5 нм, так и более совершенным 36 мин.
Samsung SDI и Stellantis построят в штате Индиана предприятие по выпуску тяговых аккумуляторов 2 ч.
AMD пояснила, при каких условиях процессором серии Ryzen 7000 были достигнуты частоты около 5,5 ГГц 3 ч.
Zotac представила крошечную рабочую станцию ZBOX QTG7A4500 с профессиональной видеокартой NVIDIA RTX A4500 8 ч.
Gigabyte представила мощные мини-ПК BRIX Extreme на базе Intel Alder Lake-P 9 ч.
Xiaomi представила беспроводные наушники Redmi Buds 4 и Redmi Buds 4 Pro с активным шумоподавлением и ценой от $30 9 ч.
Harley-Davidson Serial 1 выпустит ограниченным тиражом электрический горный велосипед Bash/Mtn за $3999 9 ч.
HP выпустила недорогие 14-дюймовые ноутбуки Pavilion x360 и Pavilion Plus на базе Intel Alder Lake 10 ч.