La Universidad de Tohoku y NEC inician una investigación conjunta sobre sistemas informáticos utilizando una máquina de recocido cuántico de 8 qubits recientemente desarrollada

TOKIO, 28 de junio de 2023 – (JCN Newswire) – La Universidad de Tohoku y NEC Corporation (TSE: 6701) han comenzado una investigación conjunta sobre sistemas informáticos utilizando una máquina de recocido cuántico de 8 qubits desarrollada por NEC y el Instituto Nacional de Ciencias Industriales Avanzadas y la nueva ventana de Japón. Tecnología (AIST).

La máquina de recocido cuántico de 8 qubits utilizada en esta investigación ha sido desarrollada recientemente utilizando tecnología superconductora combinada con la arquitectura ParityQC(1). Debido a esto, la máquina es resistente al ruido y sigue siendo capaz de escalar hasta una arquitectura de recocido cuántico completamente conectada mientras mantiene un estado de superposición cuántica prolongado.

Esta es la primera máquina de recocido cuántico fabricada en Japón a la que se puede acceder desde el exterior a través de Internet. Esta investigación conjunta es también el primer proyecto que utiliza esta máquina.

Investigación conjunta utilizando la máquina de recocido cuántico de 8 qubits recientemente desarrollada

Características de la máquina de recocido cuántico.

Resolver problemas sociales complejos implica derivar combinaciones óptimas a partir de una gran cantidad de opciones (solución de problemas de optimización combinatoria). Para resolver problemas de optimización combinatoria a alta velocidad y con gran precisión, NEC y AIST están desarrollando una máquina de recocido cuántico(2) que utiliza parámetros superconductores(3).

El uso de parámetros superconductores hace que esta máquina de recocido cuántico sea resistente al ruido y permite un largo tiempo de coherencia (duración para mantener el estado cuántico)(4). El tiempo de coherencia generalmente se reduce durante la implementación de múltiples qubits. Sin embargo, además de la característica de resistencia al ruido de los parámetros superconductores, la máquina es capaz de mantener un largo tiempo de coherencia incluso en una implementación de múltiples qubits mediante la adopción de la arquitectura ParityQC, una tecnología de acoplamiento que es altamente compatible con los parámetros. Estas características permiten el cálculo de problemas de optimización combinatoria del mundo real a alta velocidad y con alta precisión.

Respecto a estas dos tecnologías, NEC ya logró demostrar el funcionamiento de la celda unitaria compuesta por cuatro qubits en marzo de 2022(5). Recientemente, logró desarrollar una máquina de recocido cuántico que consta de ocho qubits alineando las celdas unitarias.

El nuevo chip de 8 qubits basado en celdas unitarias con un largo tiempo de coherencia
Investigación conjunta entre la Universidad de Tohoku y NEC

La Universidad de Tohoku y NEC comenzaron una investigación conjunta sobre tecnologías informáticas de alto rendimiento en 1958. En 2014, se creó la “División de Investigación Conjunta de Computación de Alto Rendimiento (NEC)” dentro del Centro de Ciberciencia de la Universidad de Tohoku(6) para realizar investigaciones destinadas a resolver diversas cuestiones científicas y sociales. Para la investigación conjunta actual, la Universidad de Tohoku y NEC estudiarán la aplicación de la máquina de recocido cuántico mencionada anteriormente a muchos problemas de optimización combinatoria que existen en el mundo real, como la derivación de rutas de evacuación óptimas para mitigar los daños y lesiones causados ​​por las inundaciones del tsunami.

Antes de esta investigación conjunta, la Universidad de Tohoku y NEC ya estaban trabajando en el desarrollo de plataformas de supercomputación de próxima generación asistidas por recocido cuántico en el marco del Proyecto de Investigación y Desarrollo de Próxima Generación del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT) de Japón. (7) desde 2018. Esta iniciativa tiene como objetivo seguir mejorando el rendimiento y la sofisticación de las supercomputadoras vectoriales, que han demostrado una alta capacidad de procesamiento en muchas aplicaciones prácticas, y desarrollar una nueva plataforma de supercomputación mediante la complementación funcional de las supercomputadoras vectoriales con tecnología cuántica y cuántica simulada. recocido especializado para problemas de optimización combinatoria. En reconocimiento a estas iniciativas sobre recocido cuántico, la Universidad de Tohoku ha sido acreditada por la Oficina del Gabinete de Japón como “Centro de Soluciones Cuánticas”(8).

En la actual investigación conjunta, la máquina de recocido cuántico de 8 qubits basada en parámetros superconductores desarrollada por NEC y AIST se pondrá a disposición de la Universidad de Tohoku a través de Internet. Como parte de esta investigación conjunta, la Universidad de Tohoku y NEC utilizarán tanto la máquina de recocido cuántico como la máquina de recocido cuántico simulada (NEC Vector Annealing) que se ejecuta en la supercomputadora vectorial "SX Aurora TSUBASA"(9) instalada en la Universidad de Tohoku para aprovechar la características tanto de la máquina de recocido cuántico como de la máquina de recocido cuántico simulada (10). En el futuro, la Universidad de Tohoku y NEC llevarán a cabo investigaciones conjuntas sobre arquitecturas de sistemas informáticos para resolver problemas sociales complejos. Además, también explorarán casos de uso exclusivos del recocido cuántico, que tiene el potencial de realizar cálculos de alta velocidad.

Además de la máquina de recocido cuántico simulada instalada en la Universidad de Tohoku, NEC y la Universidad de Tohoku también utilizarán la máquina de recocido cuántico instalada en AIST a través de Internet. Los investigadores examinarán la configuración general de ambas máquinas teniendo en cuenta los efectos de los retrasos en la comunicación y otros factores y alimentarán los resultados para el desarrollo futuro de máquinas de recocido cuántico simuladas y de recocido cuántico.

Además, para resolver problemas del mundo real con la velocidad y precisión del recocido cuántico, investigarán cómo asignar de manera óptima los cálculos a ambas máquinas y se esforzarán por mejorar su utilidad.

La Universidad de Tohoku y NEC aprovecharán esta investigación conjunta como una oportunidad para acelerar aún más la implementación social de las tecnologías de computación cuántica.

Notas:
(1) La arquitectura ParityQC es desarrollada por Parity Quantum Computing.
Acerca de la computación cuántica de paridad: https://parityqc.com/
Comunicado de prensa del 10 de febrero de 2021
NEC y ParityQC colaboran para desarrollar computadoras cuánticas prácticas y altamente escalables www.nec.com/en/press/202102/global_20210210_01.html
(2) Desarrollo continuo como proyecto encargado por la Organización para el Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnología Industrial (NEDO).
Título del proyecto: Proyecto para el desarrollo de tecnología informática de próxima generación y chips de IA innovadores
Actividad de I+D: Investigación y desarrollo integrados de computación cuántica y sistemas de computación Ising
Sitio web del proyecto: www.nedo.go.jp/english/activities/activities_ZZJP_100123.html
(3) Un parámetro superconductor es un resonante mecánico cuántico.
circuito formado por una bobina superconductora y un condensador; fue desarrollado por primera vez por NEC y RIKEN en 2014. La modulación del circuito al doble de la frecuencia de resonancia da como resultado uno de los dos estados de oscilación autoexcitados con una fase de 0 o π. La superposición de estos estados de oscilación se puede utilizar como qubits.
(4) Cuanto mayor sea el tiempo de coherencia, mayor será la precisión de la solución y mayor la velocidad de cálculo. Institutos de investigación de EE.UU. y Europa también están llevando a cabo actividades de investigación y desarrollo sobre recocido cuántico utilizando qubits con tiempos de coherencia más largos.
(5) Comunicado de prensa del 17 de marzo de 2022
NEC desarrolla la primera celda unitaria del mundo que facilita la ampliación a una arquitectura de recocido cuántico totalmente conectada
www.nec.com/en/press/202203/global_20220317_01.html
(6) Comunicado de prensa del 27 de junio de 2014:
La Universidad de Tohoku y NEC establecen una división de investigación conjunta para tecnologías de supercomputadoras de próxima generación (texto en japonés)
PDF: www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20140627_03web.pdf
(7) Un proyecto subvencionado por el Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT) para la utilización avanzada de computadoras de uso general de alto rendimiento.
Período de investigación: año fiscal 2018 al año fiscal 2022
Director de investigación: Hiroaki Kobayashi, Universidad de Tohoku
(8) Lanzado en febrero de 2021 con el objetivo de garantizar y fortalecer la competitividad internacional de Japón en el campo de la tecnología cuántica, con base en la Estrategia Nacional de Innovación en Tecnología Cuántica (Consejo de Promoción de la Estrategia de Innovación Integrada, 21 de enero de 2020). Actualmente, han recibido la acreditación 10 institutos de investigación y universidades.
Acerca del Centro de Innovación de Tecnología Cuántica: https://qih.riken.jp/en/
(9) Sitio web del producto de la serie “SX-Aurora TSUBASA” de la plataforma de innovación de próxima generación:
www.nec.com/en/global/solutions/hpc/sx/index.html
(10) Una máquina de recocido que simula el comportamiento cuántico utilizando tecnología informática convencional sin utilizar propiedades cuánticas.

Iniciativas de NEC en computación cuántica
URL: www.nec.com/en/global/quantum-computing/index.html

Acerca de NEC Corporation

NEC Corporation se ha establecido como líder en la integración de TI y tecnologías de red mientras promueve la declaración de marca de "Orquestando un mundo más brillante". NEC permite que las empresas y las comunidades se adapten a los rápidos cambios que tienen lugar tanto en la sociedad como en el mercado, ya que proporciona los valores sociales de seguridad, equidad y eficiencia para promover un mundo más sostenible donde todos tengan la oportunidad de alcanzar su máximo potencial. Para obtener más información, visite NEC en www.nec.com.

• Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
• PlatoData.Network Vertical Generativo Ai. Empodérate. Accede Aquí.
• PlatoAiStream. Inteligencia Web3. Conocimiento amplificado. Accede Aquí.
• PlatoESG. Automoción / vehículos eléctricos, Carbón, tecnología limpia, Energía, Ambiente, Solar, Gestión de residuos. Accede Aquí.
• Desplazamientos de bloque. Modernización de la propiedad de compensaciones ambientales. Accede Aquí.
• Fuente: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/84910/3/