James McKenzie vui mừng về triển vọng của các công ty đang phát triển công nghệ dựa trên các hiện tượng lượng tử cơ bản có vẻ bí truyền
Các nhà vật lý từ lâu đã tự hào về thành công của họ trong công nghệ “lượng tử 1.0” – các điểm nối bán dẫn, bóng bán dẫn, laser, v.v. Nhờ những nỗ lực của họ trong 75 năm qua, chúng ta có điện thoại thông minh, máy tính, máy tính xách tay và các thiết bị hỗ trợ lượng tử khác đã thay đổi cuộc sống của chúng ta. Nhưng tương lai sẽ ngày càng phụ thuộc vào công nghệ “lượng tử 2.0”, công nghệ này khai thác các hiện tượng như chồng chất và vướng víu để cho phép mọi thứ từ tính toán lượng tử và mật mã đến cảm biến lượng tử, định thời gian và hình ảnh.
Những khả năng đáng kinh ngạc của lượng tử 2.0 đã mang đến cho tôi khi tôi tham dự Triển lãm Công nghệ Lượng tử Quốc gia của Vương quốc Anh ở trung tâm London vào tháng trước. Sự kiện có sự tham gia của hơn 60 nhà triển lãm và tôi rất ngạc nhiên về việc mọi thứ đã tiến triển đến mức nào. Trên thực tế, nó trùng hợp với hai diễn biến tích cực. Một là thông báo của Tổ chức Nghiên cứu và Đổi mới Vương quốc Anh (UKRI) về khoản 50 triệu bảng Anh nữa để hỗ trợ các dự án công nghiệp lượng tử . Vụ còn lại là Vương quốc Anh và Hoa Kỳ ký một “tuyên bố ý định” chung để thúc đẩy hợp tác về khoa học và công nghệ lượng tử.
Tương lai sẽ ngày càng phụ thuộc vào công nghệ “lượng tử 2.0”, công nghệ này khai thác các hiện tượng như chồng chất và vướng víu.
50 triệu bảng Anh từ UKRI là một phần của thách thức Thương mại hóa Công nghệ lượng tử trị giá 170 triệu bảng Anh , công ty đã trao khoản tài trợ trị giá 103 triệu bảng trong ba năm qua. Thách thức này là một phần của Chương trình Công nghệ Lượng tử Quốc gia của Vương quốc Anh (NQTP) , được thành lập vào năm 2014 để tài trợ và thúc đẩy ngành công nghiệp lượng tử đang phát triển nhanh chóng của Vương quốc Anh. Như giám đốc thử thách Roger McKinlay đã nói với các đại biểu: “Lượng tử không còn là công nghệ của tương lai mà là công nghệ của ngày hôm nay.”
Giống như nhiều quốc gia khác, Vương quốc Anh mong muốn biến sức mạnh khoa học của mình thành công trong công nghiệp, tạo ra việc làm, xuất khẩu và lợi ích kinh tế. Cho đến nay, đó là một bức tranh màu hồng, với các nhà tư vấn quản lý Anchored-In báo cáo rằng 41 công ty công nghệ lượng tử đã được thành lập ở Anh kể từ năm 2013, cùng nhau huy động được hơn 245 triệu bảng Anh đầu tư và sử dụng 590 người. Năm nay cũng đã chứng kiến một trong những thương vụ mua lại đầu tiên trong lĩnh vực này, với việc Honeywell mua Cambridge Quantum Computing để thành lập một tổ chức chung mới. Trong khi đó, công ty khởi nghiệp mã hóa lượng tử Arqit có trụ sở tại London , đã công khai cung cấp 400 triệu đô la cho việc phân phối khóa lượng tử dựa trên vệ tinh (QKD).
Giải cho người chiến thắng
Sự kiện ở London đã giới thiệu một số ý tưởng và nguyên mẫu công nghệ tuyệt vời từ bốn trung tâm công nghệ lượng tử của Vương quốc Anh , mà NQTP đã thiết lập vào năm 2014 để đẩy nhanh quá trình thương mại hóa các sản phẩm lượng tử 2.0. Tôi đặc biệt vui mừng khi thấy các công ty đã giành được giải thưởng kinh doanh của Viện Vật lý (IOP) năm nay . Họ bao gồm Toshiba, công ty đã giành được giải thưởng đổi mới kinh doanh IOP cho công nghệ có thể bảo vệ cơ sở hạ tầng viễn thông khỏi các mối đe dọa an ninh mạng .
Công ty đã sử dụng sự kiện ở London để giới thiệu hệ thống QKD của mình, hiện đã được sử dụng trên các mạng cáp quang ở khắp châu Âu, Mỹ và Nhật Bản. Nó có tốc độ truyền chính cao nhất trên thị trường và hoạt động trên quãng đường hơn 100 km. Toshiba hy vọng sẽ mở rộng con số này lên 600 km bằng cách loại bỏ các dao động nhiệt độ trong sợi quang, nếu không sẽ xáo trộn các bit của phím, sử dụng một kỹ thuật gọi là “ổn định băng tần kép”.
Một công ty khác trưng bày sản phẩm của mình ở London là Aegiq , đã giành được giải thưởng khởi nghiệp kinh doanh IOP năm nay . Được tách ra từ nghiên cứu quang tử lượng tử tại Đại học Sheffield vào năm 2019, nó đã nhận được hơn 3,5 triệu bảng Anh tài trợ để phát triển công nghệ “iSPS”, công nghệ tạo ra các photon đơn lẻ không thể phân biệt được. Ứng dụng đầu tiên dự kiến sẽ là QKD vệ tinh, với iSPS cung cấp tốc độ cao hơn 10 lần so với tốc độ tốt nhất hiện có. Vì vệ tinh chỉ có thời gian tiếp xúc có lẽ là 100 giây với các trạm gốc, công nghệ của công ty sẽ cho phép dữ liệu được gửi theo các đợt an toàn hơn. Sản phẩm đầu tiên của nó có thể ra mắt vào năm sau.
Tôi cũng bị hấp dẫn bởi Quantum Dice , người đã giành được giải thưởng khởi nghiệp kinh doanh IOP năm nay vì đã phát triển một trình tạo số ngẫu nhiên “đúng” . Nổi lên từ nghiên cứu tại Đại học Oxford, công nghệ của công ty, không phụ thuộc vào thiết bị, có thể tạo khóa an toàn cho mã hóa lượng tử. Cải tiến lớn của nó là quy trình “tự chứng nhận”, đảm bảo rằng các con số đầu ra có lượng ngẫu nhiên tối đa có thể được trích xuất. Quantum Dice đã huy động được 2 triệu bảng Anh đầu tư.
Thật vui khi thấy những người đoạt giải IOP trước đây cũng tiến bộ vượt bậc. Một là Orca Computing , đã giành được giải thưởng vào năm 2020 và hiện sử dụng 20 nhân viên, đã huy động được hơn 3 triệu bảng Anh tài trợ và gần đây đã nhận được tin tức từ BBC vì tuyên bố đã tạo ra máy tính lượng tử nhỏ nhất thế giới. Hoạt động ở nhiệt độ phòng – điều đó thật tuyệt làm sao! – thiết bị bốn qubit phù hợp với giá đỡ máy chủ kích thước tiêu chuẩn và được ra mắt tại sự kiện ở London.
Quantum 2.0 không chỉ là một từ thông dụng: đó là thực tế.
Một người chiến thắng giải thưởng khởi nghiệp kinh doanh IOP năm 2020 khác ở London là Photon Force , công ty sản xuất thiết bị phát hiện tuyết lở đơn photon cho các mảng cảm biến và máy ảnh. Đội ngũ nhân viên và doanh thu của nó đã tăng gấp đôi so với năm ngoái, với việc công ty được tài trợ từ các hợp đồng bán hàng, R&D và doanh thu tài trợ. Công nghệ của nó đang được sử dụng trong dự án HYDRI do BP dẫn đầu trị giá 2,6 triệu bảng, có thể phát hiện rò rỉ hydro nguy hiểm tiềm ẩn. Công ty thậm chí đang làm việc với Facebook Reality Labs để sử dụng mảng của mình trong một dự án giao diện máy tính-não.
Sau đó là Công nghệ QLM , đã giành được giải thưởng khởi nghiệp kinh doanh IOP vào năm 2020. Nó tạo ra các hệ thống chụp ảnh khí LIDAR có chi phí thấp, công suất thấp, có thể điều chỉnh được, dựa trên phát hiện một photon hồng ngoại. Họ có thể giám sát rò rỉ khí mê-tan – một loại khí nhà kính mạnh – từ các giếng khí và dầu. Các nguyên mẫu của QLM có thể tiết lộ mức độ phần triệu khí mê-tan ở khoảng cách lên đến 200 m. Đã huy động được 3,1 triệu bảng vào đầu năm nay, sản phẩm đầy đủ đầu tiên của hãng hiện đã ra mắt.
Bất chấp những tiến bộ vượt bậc đang được triển lãm ở London, các công ty “công nghệ sâu” như thế này cần có thời gian để phát triển và trưởng thành. Nhưng nếu chúng ta có thể duy trì sự hỗ trợ cho các công ty tiên phong như vậy, họ nên tiếp tục phát triển, đảm bảo đầu tư hơn nữa và phát hành sản phẩm. Quantum 2.0 không chỉ là một từ thông dụng: đó là thực tế.
Theo: Physicsworld.