การวิเคราะห์ความเสี่ยงควอนตัม

การวิเคราะห์ความเสี่ยงควอนตัม เครดิตฟรี เร่งการประเมินความเสี่ยงด้วยอัลกอริธึมควอนตัมทีมงานของเราที่IBM Research – Zurichใช้อัลกอริทึมควอนตัมได้พัฒนาแนวทางใหม่ในการวิเคราะห์ความเสี่ยงซึ่งให้ความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับอัลกอริธึมแบบคลาสสิกที่เป็นที่ยอมรับ แนวทางหนึ่งที่เป็นไปได้คือการประเมินความเสี่ยงในภาคการเงิน เช่น ความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับพอร์ตการลงทุน อัลกอริธึมของเราให้การเร่งความเร็วแบบกำลังสองเมื่อเปรียบเทียบกับการจำลองแบบมอนติคาร์โล เราดำเนินการและทดสอบอัลกอริทึมของเราในปัญหาขนาดเล็กโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมIBM Q 5-qubit ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองยอร์กทาวน์ไฮทส์ รัฐนิวยอร์ก ซึ่งเป็นครั้งแรกที่อัลกอริทึมควอนตัมดังกล่าวถูกเรียกใช้บนฮาร์ดแวร์ควอนตัมจริงเพื่อทำการคำนวณทางการเงิน สล็อต ในบ้านเรากระดาษ , ควอนตัมการวิเคราะห์ความเสี่ยงที่ตีพิมพ์ในฉบับปัจจุบันของวารสาร peer-reviewed ข้อมูลควอนตัม npjเราจะแสดงวิธีการประมาณค่าความกว้างอัลกอริทึมควอนตัมทั่วไปสามารถนำมาใช้ในการวิเคราะห์ความเสี่ยงทางการเงินในลักษณะที่อาจจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าสถานะของ อัลกอริธึมคลาสสิกทางศิลปะเมื่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมมีขนาดใหญ่เพียงพอวิธีการเลือกในปัจจุบันสำหรับการวิเคราะห์ความเสี่ยงคือการจำลองแบบมอนติคาร์โล วิธีการแบบคลาสสิกนี้มีประโยชน์เมื่อคำนวณค่าความคาดหวังหรือการวัดความเสี่ยงของฟังก์ชันโดยขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์แบบสุ่ม กรณีการใช้งานหนึ่งประกอบด้วยการคำนวณความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับพอร์ตการลงทุนที่มีสินทรัพย์จำนวนหนึ่ง ซึ่งค่าต่างๆ จะถูกจำลองโดยใช้ตัวแปรสุ่มจำนวนมาก การจำลองแบบมอนติคาร์โลถูกนำมาใช้เป็นประจำในการคำนวณมาตรการความเสี่ยงที่ใช้บ่อย เช่น …

ใช้ประโยชน์จากพลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อเร่งการศึกษาวัสดุแม่เหล็ก

ใช้ประโยชน์จากพลังของคอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อเร่งการศึกษาวัสดุแม่เหล็ก เครดิตฟรี ความเข้าใจในกระบวนการทางกายภาพหลายอย่างในระดับอะตอมและระดับโมเลกุลนั้นต้องการความรู้โดยละเอียดเกี่ยวกับพลวัตของระบบในระดับพื้นฐานทางกลควอนตัม ความรู้ดังกล่าวสามารถนำไปใช้ในการออกแบบหรือค้นพบวัสดุใหม่ ๆ ที่อาจนำไปใช้ได้จริงตัวอย่างเช่น วัสดุแม่เหล็กอาจอยู่ในระดับแนวหน้าของการปฏิวัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่กำลังจะเกิดขึ้น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต เช่น หน่วยความจำระดับนาโนที่มีอายุการใช้งานยาวนานหรือแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ป้องกันเสียงรบกวน อาจเป็นไปได้โดยการใช้ประโยชน์จากพลวัตของระบบโมเลกุลแม่เหล็ก ระบบดังกล่าวเป็นหนี้คุณสมบัติแม่เหล็กของโมเมนต์แม่เหล็กหรือการหมุนของอะตอม เนื่องจากสปินเป็นคุณสมบัติทางกลของควอนตัมอย่างแท้จริง ระบบเหล่านี้จึงมักใช้เป็นเตียงทดสอบจริงสำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ควอนตัม สล็อต ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารNature Physics ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญเราเสนอแนวทางใหม่ในการศึกษาระบบดังกล่าวโดยใช้ความสามารถที่เหนือกว่าของคอมพิวเตอร์ควอนตัม การใช้อัลกอริธึมควอนตัมและฮาร์ดแวร์ควอนตัม ทีมของเรา* ซึ่งเป็นนักวิจัยของIBMและผู้ทำงานร่วมกันจากมหาวิทยาลัยในอิตาลี ได้แสดงศักยภาพในการบรรลุความเร็วของควอนตัมและแม้กระทั่งข้อได้เปรียบของควอนตัมเมื่อจำลองและตีความการทดลองในระบบสปินที่มีขนาดจำกัด ระบบดังกล่าวสามารถสร้างพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์spintronicในอนาคตซึ่งการหมุนเป็นสื่อกลางของข้อมูล เทคนิคการเลือกใช้โพรบระบบการหมุนที่มีขนาดจำกัดดังกล่าวคือการกระเจิงนิวตรอนแบบไม่ยืดหยุ่น. ความท้าทายของเทคนิคนี้เป็นหนึ่งในประสิทธิภาพในการคำนวณ: เมื่อระบบการหมุนมีขนาดใหญ่พอสำหรับการใช้งานที่น่าสนใจ ทรัพยากรการคำนวณที่จำเป็นในการจำลองและตีความการทดลองการกระเจิงนิวตรอนที่ไม่ยืดหยุ่นจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณและท้ายที่สุดกลายเป็นสิ่งที่ไม่สามารถจัดการได้สำหรับคอมพิวเตอร์คลาสสิกโปรเซสเซอร์IBM Qใช้สำหรับการจำลองการกระเจิงนิวตรอนแบบไม่ยืดหยุ่นสี่มิติ (4D-INS) เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดสำหรับการกำหนดลักษณะพฤติกรรมควอนตัมของระบบสปินที่มีขนาดจำกัด …

ออปโตเมคานิกส์ที่มีแกลเลียมฟอสไฟด์สำหรับการถ่ายโอนควอนตัม

ออปโตเมคานิกส์ที่มีแกลเลียมฟอสไฟด์สำหรับการถ่ายโอนควอนตัม เครดิตฟรี คอมพิวเตอร์ควอนตัมถือสัญญาว่าจะจัดการกับปัญหาทางคอมพิวเตอร์ที่คอมพิวเตอร์คลาสสิกในปัจจุบันของเราไม่สามารถแก้ไขได้ คู่แข่งชั้นนำในฐานะแพลตฟอร์มสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตคือวงจรแยกตัวนำยิ่งยวด/Josephson ซึ่ง qubits จะถูกเข้ารหัสในโฟตอนไมโครเวฟ สล็อต อย่างไรก็ตาม qubits ถูกผูกไว้กับสภาพแวดล้อมที่เย็นจัดของตู้เย็นแบบเจือจางเพื่อป้องกันไม่ให้เสียงความร้อนทำลายสถานะควอนตัมที่เปราะบาง การถ่ายโอนข้อมูลควอนตัมไปยังและจากโหนดการคำนวณ แม้แต่ภายในศูนย์ข้อมูลควอนตัม จะต้องมีการแปลงคิวบิตตัวนำยิ่งยวด “อยู่กับที่” เป็น qubits ที่เรียกว่า “กำลังบิน” ซึ่งเป็นคำที่ใช้สำหรับ qubits ที่ส่งระหว่างสถานที่ต่างๆ โฟตอนออปติคัลที่แข็งแกร่งเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับการบิน qubits ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในวารสารOpticaเรารายงานเกี่ยวกับการสาธิตอุปกรณ์ออปโตเมคานิกส์ที่มุ่งสร้างลิงก์ควอนตัมระหว่างไมโครเวฟกับออปติคัลดังกล่าวจนถึงปัจจุบัน หนึ่งในวิธีการที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในการถ่ายทอดจากไมโครเวฟเป็นออปติคัลใช้ระบบกลไกเป็นตัวกลาง ในกรณีนี้ โฟตอนมีโมเมนตัม—แสงผลักสิ่งของ—ใช้เพื่อกระตุ้นการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์บนชิปที่เชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าไมโครเวฟด้วย อุปกรณ์โฟโตนิกที่ใช้ประโยชน์จากข้อต่อออปโตเมคานิกส์ดังกล่าวมักได้รับผลกระทบจากความร้อนเนื่องจากการดูดกลืนแสงที่มีความเข้มสูง …

ถอดรหัสโมเลกุลด้วยฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่เหมาะสม

ถอดรหัสโมเลกุลด้วยฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่เหมาะสม เครดิตฟรี ในการแสวงหาการจำลองพฤติกรรมของเอนทิตีเคมีอย่างแม่นยำ คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้รับการคาดหวังให้มีความได้เปรียบเหนือกว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบคลาสสิกอย่างมีนัยสำคัญ แต่ด้วยเหตุนี้ อัลกอริธึมและสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์จึงต้องได้รับการปรับแต่งให้เข้ากับงานเฉพาะที่อยู่ในมือ ในความร่วมมือกับผู้เขียนร่วมที่เป็นพันธมิตรกับทั้ง Forschungszentrum Juelich และ RWTH Aachen University ทีมงานของเราที่IBM Research-Zurich ได้กำหนดวิธีที่เกทสองคิวบิตแบบแลกเปลี่ยนเป็นหนทางที่มีแนวโน้มมากในการคำนวณคุณสมบัติของโมเลกุล สล็อต ความก้าวหน้าทางวัสดุศาสตร์เป็นหนึ่งในตัวขับเคลื่อนหลักของการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีในโลกสมัยใหม่ การทำความเข้าใจการทำงานภายในของโมเลกุลที่ประกอบเป็นวัสดุเหล่านั้นเป็นกุญแจสำคัญในการออกแบบยาที่ดีขึ้น อาหารเพื่อสุขภาพ หรือแบตเตอรี่ที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น เพื่อยกตัวอย่างบางส่วน แม้ว่าสมการทางกลควอนตัมที่ควบคุมพฤติกรรมของเอนทิตีระดับโมเลกุลจะเป็นที่รู้จักมานานหลายทศวรรษแล้ว การแก้ปัญหาเหล่านี้ยังคงเป็นความท้าทายที่ร้ายแรง แม้กระทั่งสำหรับคอมพิวเตอร์ที่ดีที่สุดของเราในปัจจุบันด้วยการถือกำเนิดของการคำนวณควอนตัม การแก้ปัญหานี้อาจเป็นเพียงความเข้าใจ ความจริงที่ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมอาศัยการจัดการสถานะควอนตัมของหน่วยที่เล็กที่สุดที่เรียกว่า qubits ทำให้พวกมันเหมาะสมกว่าโดยธรรมชาติในการจำลองระบบกลไกควอนตัมเช่นโมเลกุลแต่ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดังในระยะสั้น วิธีการต่างๆ …