Novo recorde na computação quântica - e veio da China

 

Strong Quantum Computational Advantage Using a Superconducting Quantum Processor

Yulin Wu et al.
Phys. Rev. Lett. 127, 180501 – Published 25 October 2021

 
ABSTRACT
Scaling up to a large number of qubits with high-precision control is essential in the demonstrations of quantum computational advantage to exponentially outpace the classical hardware and algorithmic improvements. Here, we develop a two-dimensional programmable superconducting quantum processor, Zuchongzhi, which is composed of 66 functional qubits in a tunable coupling architecture. To characterize the performance of the whole system, we perform random quantum circuits sampling for benchmarking, up to a system size of 56 qubits and 20 cycles. The computational cost of the classical simulation of this task is estimated to be 2–3 orders of magnitude higher than the previous work on 53-qubit Sycamore processor [Nature 574, 505 (2019). We estimate that the sampling task finished by Zuchongzhi in about 1.2 h will take the most powerful supercomputer at least 8 yr. Our work establishes an unambiguous quantum computational advantage that is infeasible for classical computation in a reasonable amount of time. The high-precision and programmable quantum computing platform opens a new door to explore novel many-body phenomena and implement complex quantum algorithms.

Fonte: Phys. Rev. Lett. 127, 180501 (2021) - Strong Quantum Computational Advantage Using a Superconducting Quantum Processor (aps.org)

Phase-Programmable Gaussian Boson Sampling Using Stimulated Squeezed Light

Han-Sen Zhong et al.
Phys. Rev. Lett. 127, 180502 – Published 25 October 2021

ABSTRACT 

We report phase-programmable Gaussian boson sampling (GBS) which produces up to 113 photon detection events out of a 144-mode photonic circuit. A new high-brightness and scalable quantum light source is developed, exploring the idea of stimulated emission of squeezed photons, which has simultaneously near-unity purity and efficiency. This GBS is programmable by tuning the phase of the input squeezed states. The obtained samples are efficiently validated by inferring from computationally friendly subsystems, which rules out hypotheses including distinguishable photons and thermal states. We show that our GBS experiment passes a nonclassicality test based on inequality constraints, and we reveal nontrivial genuine high-order correlations in the GBS samples, which are evidence of robustness against possible classical simulation schemes. This photonic quantum computer, Jiuzhang 2.0, yields a Hilbert space dimension up to $∼10^{43}$, and a sampling rate $∼10^{24}$ faster than using brute-force simulation on classical supercomputers.

Fonte: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.180502

Divulgando: GambiConf 2021

A GambiConf é um evento tech diferente.

A proposta é se divertir com sátiras envolvendo computação, apresentando experimentos lúdicos e compartilhando experiências inusitadas!

Desejamos expandir o limite do possível, ousar o trivial, dar luz à ideias obscuras - sejam elas úteis ou inúteis. Se algo parece surreal, se tornará real na GambiConf. Apesar do tom mais jocoso, tudo tem embasamento técnico e com o intuito de ensinar.

Quando: 11 e 12 de dezembro de 2021.

Link: Um Evento Tech Diferente - GambiConf | 11 e 12 de Dezembro

Supernova (SN 2020fqv) capturada pelo Hubble

Estrelas de grande massa (em geral maior que 10 vezes a massa do Sol) podem terminar os seus dias explodindo de forma catastrófica, gerando energia equivalente a uma galáxia inteira, mas por pouco tempo.

Massive stars (usually greater than 10 times the mass of the Sun) can end their days by exploding catastrophically, generating energy equivalent to an entire galaxy, but for a short time.

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Observações sem precedentes de uma supernova próxima em 2020 deram aos astrônomos um olhar extraordinariamente detalhado sobre a explosão de uma estrela massiva, incluindo imagens tiradas imediatamente antes e depois da explosão. O resultado é uma imagem completa da morte de uma estrela super gigante vermelha quando ela fica sem combustível, entra em colapso sob sua própria gravidade, e explode em uma supernova de colapso do núcleo.

A supernova, chamada SN 2020fqv, está nas Galáxias Borboleta em interação, localizadas a cerca de 60 milhões de anos-luz de distância, na constelação de Virgem. Foi descoberto em abril de 2020 pelo Zwicky Transient Facility no Palomar Observatory em San Diego, Califórnia. Os astrônomos perceberam que a supernova estava sendo observada simultaneamente pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), um satélite da NASA projetado principalmente para descobrir exoplanetas. Eles rapidamente treinaram o Telescópio Espacial Hubble nele, bem como um conjunto de telescópios baseados em terra, incluindo no Observatório Lick da UC e nos Observatórios Keck e Gemini no Havaí.

Juntos, esses observatórios deram uma visão holística de uma estrela no estágio inicial de destruição. O Hubble investigou o material muito próximo à estrela, chamado de material circunstelar, poucas horas após a explosão. Este material foi arrancado da estrela no último ano de sua vida. Essas observações permitiram aos astrônomos entender o que estava acontecendo com a estrela pouco antes de morrer.

"Raramente conseguimos examinar este material circunstelar muito próximo, pois ele só é visível por um período muito curto e geralmente não começamos a observar uma supernova até pelo menos alguns dias após a explosão", explicou o primeiro autor Samaporn Tinyanont, um pesquisador de pós-doutorado na UCSC. "Para esta supernova, fomos capazes de fazer observações ultrarrápidas com o Hubble, dando uma cobertura sem precedentes da região ao lado da estrela que explodiu."

O TESS forneceu uma imagem do sistema a cada 30 minutos, começando vários dias antes da explosão, através da própria explosão e continuando por várias semanas. A equipe também analisou as observações do Hubble da estrela desde a década de 1990. O Hubble foi usado novamente apenas algumas horas depois que os astrônomos detectaram a explosão. E ao estudar o material circunstelar com o Hubble, os cientistas compreenderam o que estava acontecendo ao redor da estrela na década anterior. Ao combinar todas essas informações, a equipe foi capaz de criar uma visão de várias décadas dos anos finais da estrela.

"Agora temos toda essa história sobre o que está acontecendo com a estrela nos anos antes de sua morte, durante a hora da morte e depois disso", disse Foley. "Esta é realmente a visão mais detalhada de estrelas como esta em seus últimos momentos e como explodem."

A Pedra de Roseta dos Supernovas

Tinyanont e Foley chamaram SN 2020fqv de "a Pedra de Roseta das supernovas". A antiga Pedra de Roseta, que tem o mesmo texto inscrito em três escritas diferentes, ajudou os especialistas a aprender a ler os hieróglifos egípcios.

No caso desta supernova, a equipe de ciência usou vários métodos diferentes para determinar a massa da estrela em explosão. Isso incluiu comparar as propriedades e a evolução da supernova com modelos teóricos; usando informações de uma imagem do Hubble arquivada em 1997 da estrela para descartar estrelas de maior massa; e usando as observações de Keck para medir diretamente a quantidade de oxigênio na supernova, que analisa a massa da estrela. Os resultados são todos consistentes: cerca de 14 a 15 vezes a massa do sol. Determinar com precisão a massa da estrela que explode em uma supernova é crucial para entender como estrelas massivas vivem e morrem.

“Esta é a primeira vez que conseguimos verificar a massa com esses três métodos diferentes para uma supernova, e todos eles são consistentes”, disse Tinyanont. “Agora podemos avançar usando esses métodos diferentes e combinando-os, porque existem muitas outras supernovas nas quais temos massas de um método, mas não de outro.”

As descobertas também indicam que a estrela tinha uma história complicada de perda de massa alguns anos antes do colapso do núcleo. Nos anos anteriores à explosão das estrelas, elas tendem a se tornar mais ativas. Alguns astrônomos apontam para a supergigante vermelha Betelgeuse, que recentemente expeliu quantidades significativas de material, e eles se perguntam se essa estrela logo se tornará uma supernova. Embora Foley duvide de que Betelgeuse vá explodir iminentemente, ele acha que devemos levar a sério essas explosões estelares.

"Este poderia ser um sistema de alerta", disse Foley. "Então, se você ver uma estrela começar a tremer um pouco, começar a agir, então talvez devêssemos prestar mais atenção e realmente tentar entender o que está acontecendo lá antes que ela exploda. À medida que encontramos mais e mais dessas supernovas com este tipo de um excelente conjunto de dados, seremos capazes de entender melhor o que está acontecendo nos últimos anos de vida de uma estrela. "

Foley observou que essas observações únicas de uma supernova foram realizadas durante os bloqueios do COVID-19 na primavera de 2020 e exigiram esforços e coordenação extraordinários de um grande número de pessoas, a maioria trabalhando em casa. Muitos observatórios foram fechados parte do tempo, mas eles reabriram em breve para obter dados cruciais para o estudo.

“Foi fantástico como as pessoas trabalharam juntas para fazer isso acontecer”, disse Foley. “Muitas pessoas estavam envolvidas e era logisticamente complicado, mas no final os dados que obtivemos foram incríveis.” 

*** Tradução do artigo "Astronomers witnessed the spectacular death of a star as it happened" de Tim Stephens (UCSC) e Ann Jenkins (STScI) - link aqui.

Conheça Mary McLeod - a professora que alfabetizou 20 mil homens e mulheres negras

Mary Jane McLeod Bethune, fotografada por Carl Van Vechten, 6 de abril de 1949

 Resumo (Wikipédia):

Mary Jane McLeod Bethune, nascida Mary Jane McLeod (Mayesville, 10 de julho de 1875 - Daytona Beach, 18 de maio de 1955) foi uma educadora, filantropa e ativista dos direitos civis norte-americana, especialmente conhecida por abrir uma escola particular para afro-americanos em Daytona Beach, Flórida. Ficou conhecida como "A Primeira-Dama da Luta" por causa do seu compromisso para obter uma vida melhor para os afro-americanos. Mary Jane arrecadou dinheiro e apoios de outros filantropos e conseguiu transformar a escola em uma faculdade, que viria se tornar a Universidade Bethune-Cookman. Foi apontada como conselheira do presidente Franklin D. Roosevelt, como parte do que ficou conhecido como o "gabinete negro".

Em 1930, a jornalista Ida Tarbell incluiu Bethune como a número 10 na lista das maiores mulheres norte-americanas.[2] Bethune foi premiada com a Medalha Spingarn em 1935 pela NAACP.

Em 1973, Bethune foi incluída no National Women's Hall of Fame.

A professora que alfabetizou 20 mil homens e mulheres negras ensinando-lhes, no processo, a Constituição - Texto de Joel Paviotti:

A professora que alfabetizou 20 mil homens e mulheres negras ensinando-lhes, no processo, a Constituição. Considerada uma mulher brilhante nas história dos Estados Unidos. Mary foi responsável por boa parte da estruturação da educação para negros no país do Tio Sam.

Mary McLeod nasceu em 1875, na cidade de Mayesville, Carolina do Sul, Estados Unidos. Filha de um casal liberto da escravidão e irmã de mais 16 pessoas, Mary ajudava a mãe a lavar roupas na casa de brancos. Um dia, com 12 anos, ela adentrou na casa de uma das clientes de sua mãe e apanhou um livro da estante, logo foi repreendida pela filha da dona da casa, que disse: “Você é negra, negros não sabem ler”.

Naquele momento, Mary percebeu que a coisa mais importante que desigualava brancos e negros era a alfabetização. Era final do século XIX e poucas salas no sul dos Estados Unidos aceitavam negros, McLeod pressionou a família para matriculá-la em uma sala de aula apenas para negros na Trinity Mission School, instituição dirigida pela ordem religiosa Presbiteriana. A família permitiu, mas a orientou a se virar, por serem humildes, seus pais não puderam proporcionar boas condições para que ela estudasse. Mary caminhava 16 km todos os dias para chegar à escola. Em pouco tempo, ensinou os pais e os irmãos a ler e a escrever, os membros da família foram os primeiros a experimentarem a vocação educadora de Mary.

Por se destacar como melhor aluna da escola, Mcleod conseguiu uma bolsa de estudos Instituto Dwight L. Moody, uma instituição religiosa que formava missionários e professores. Docente formada, iniciou sua carreira alfabetizando negros em fazendas e periferias americanas, de casa em casa, Mary levava a magia da leitura e escrita para os excluídos da sociedade americana. Foi a partir desse trabalho que ela ingressou na luta pelos Direitos Civis dos Negros, sendo uma das primeiras mulheres a organizar movimentos contínuos contra as leis Jim Crow (leis que garantiam a segregação racial).

Mary formava e orientava seus alunos a se movimentarem para transformar o status quo da sociedade, levou muitos alunos para tirarem documentos, ensinava matemática financeira e sobre a história da escravidão.

Muito influente entre os líderes políticos e religiosos batistas e metodistas, Mary conseguiu arrecadar fundos para abrir uma escola particular para afro-americanos em Daytona Beach. O colégio atingiu excelentes notas no ranking das melhores escolas da Carolina do Sul e, mais tarde, se transformou na Universidade Bethune-Cookman, uma das primeiras instituições educacionais a abolir a segregação entre negros e brancos. Além do trabalho na escola e universidade, Mary conseguiu licença para lecionar dentro de presídios, alfabetizando os internos e os encaminhando para o mercado de trabalho.

Mas o maior destaque na vida dessa grande heroína foi a contribuição que deu à luta pelos Direitos Civis dos Negros. Mary foi participante ativa de protestos contra o racismo institucional e escreveu manifestos sintetizando as reivindicações da causa. Através de sua influência, pressionou deputados e senadores. McLeod debatia face a face com os homens e mulheres mais racistas do poder político americano. Foi tão importante para as reivindicações dos afro-americanos que passou a ser chamada de “Primeira Dama da Luta”.

A consagração como porta voz do movimento negro viria no início dos anos 40, quando foi nomeada conselheira sobre assuntos raciais de Franklin Delano Roossevelt, o presidente americano procurava acalmar as tensões raciais nos Estados do Sul.

Estima-se que, em toda sua vida, Mary tenha ensinado mais de 20 mil pessoas a ler, se contarmos o legado e o número de professores alfabetizadores que formou, o número de pessoas influenciadas por seus ensinamentos é incontável. O The New York Times colocou Mary McLeod Bethune na lista das 10 maiores mulheres estadunidenses da história. Seu nome também figura no Hall da Fama das Mulheres Americanas.

Mary morreu de tuberculose, aos 79 anos, em 1955, mesmo ano em que Rosa Parks, uma costureira de Montgomery, se recusou a levantar de um assento de ônibus para um branco sentar, fato que desencadeou a maior luta da história do Movimento pelos Direitos Civis dos Negros, nos Estados Unidos. Mary não presenciou o fato, mas, certamente, seu legado contribuiu decisivamente para a formação e consolidação das ideias que levaram o movimento negro a desafiar e derrotar parte da ordem institucional racista vigente nos Estados Unidos até a década de 1960.