L'Université de Tohoku et NEC lancent des recherches conjointes sur les systèmes informatiques à l'aide d'une nouvelle machine de recuit quantique à 8 qubits

L'Université de Tohoku et NEC lancent des recherches conjointes sur les systèmes informatiques à l'aide d'une nouvelle machine de recuit quantique à 8 qubits

Horodatage: 28 juin 2023 1h22

TOKYO, 28 juin 2023 – (JCN Newswire) – L'Université du Tohoku et NEC Corporation (TSE : 6701) ont lancé des recherches conjointes sur les systèmes informatiques utilisant une machine de recuit quantique de 8 qubits développée par NEC et le nouvel Institut japonais des sciences industrielles avancées et Technologie (AIST).

L'Université du Tohoku et NEC lancent des recherches conjointes sur les systèmes informatiques à l'aide d'une nouvelle machine de recuit quantique de 8 qubits, PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.
L'Université du Tohoku et NEC lancent des recherches conjointes sur les systèmes informatiques à l'aide d'une nouvelle machine de recuit quantique de 8 qubits, PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.

La machine de recuit quantique de 8 qubits utilisée dans cette recherche a été nouvellement développée en utilisant une technologie supraconductrice associée à l'architecture ParityQC(1). De ce fait, la machine est résistante au bruit et reste capable d’évoluer vers une architecture de recuit quantique entièrement connectée tout en conservant un état de superposition quantique prolongé.

Il s'agit de la première machine de recuit quantique fabriquée au Japon et accessible de l'extérieur via Internet. Cette recherche commune est également le premier projet utilisant cette machine.

Recherche conjointe utilisant la nouvelle machine de recuit quantique à 8 qubits

Caractéristiques de la machine de recuit quantique

Résoudre des problèmes sociaux complexes implique de dériver des combinaisons optimales à partir d’un grand nombre d’options (solution de problèmes d’optimisation combinatoire). Pour résoudre des problèmes d'optimisation combinatoire à grande vitesse et avec une grande précision, NEC et AIST développent une machine de recuit quantique(2) utilisant des paramètres supraconducteurs(3).

L’utilisation de paramètres supraconducteurs rend cette machine de recuit quantique résistante au bruit et permet un temps de cohérence long (durée de maintien de l’état quantique)(4). Le temps de cohérence est généralement raccourci lors de la mise en œuvre multi-qubits. Cependant, en plus des caractéristiques de résistance au bruit des paramètres supraconducteurs, la machine est capable de maintenir un long temps de cohérence même dans une implémentation multi-qubits en adoptant l'architecture ParityQC, une technologie de couplage hautement compatible avec les paramètres. Ces fonctionnalités permettent de calculer des problèmes d'optimisation combinatoire réels à grande vitesse et avec une grande précision.

Concernant ces deux technologies, NEC a déjà réussi à démontrer le fonctionnement de la cellule unitaire composée de quatre qubits en mars 2022(5). Récemment, elle a réussi à développer une machine de recuit quantique composée de huit qubits en alignant les cellules unitaires.

La nouvelle puce à 8 qubits basée sur des cellules unitaires avec un long temps de cohérence
Recherche conjointe entre l'Université du Tohoku et NEC

L'Université du Tohoku et NEC ont commencé des recherches conjointes sur les technologies de calcul haute performance en 1958. En 2014, la « Division commune de recherche sur le calcul haute performance (NEC) » a été créée au sein du Centre de cyberscience de l'Université du Tohoku(6) pour mener des recherches visant à résoudre diverses questions scientifiques et sociales. Pour la recherche conjointe en cours, l'Université du Tohoku et NEC étudieront l'application de la machine de recuit quantique ci-dessus à de nombreux problèmes d'optimisation combinatoire qui existent dans le monde réel, tels que la dérivation d'itinéraires d'évacuation optimaux pour atténuer les dommages et les blessures dus aux inondations du tsunami.

Avant cette recherche conjointe, l'Université du Tohoku et NEC travaillaient déjà sur le développement de plates-formes de supercalcul de nouvelle génération assistées par recuit quantique dans le cadre du projet de recherche et de développement de nouvelle génération du ministère japonais de l'Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie (MEXT). (7) depuis 2018. Cette initiative vise à améliorer encore les performances et la sophistication des supercalculateurs vectoriels, qui ont montré une capacité de traitement élevée dans de nombreuses applications pratiques, et à développer une nouvelle plate-forme de calcul intensif grâce à la complémentation fonctionnelle des supercalculateurs vectoriels avec des technologies quantiques et quantiques simulées. recuit spécialisé pour les problèmes d'optimisation combinatoire. En reconnaissance de ces initiatives sur le recuit quantique, l'Université du Tohoku a été accréditée par le Cabinet Office du Japon en tant que « Centre de solutions quantiques »(8).

Dans le cadre de la recherche conjointe en cours, la machine de recuit quantique de 8 qubits basée sur des paramètres supraconducteurs développée par NEC et AIST sera mise à la disposition de l'Université du Tohoku via Internet. Dans le cadre de cette recherche conjointe, l'Université du Tohoku et NEC utiliseront à la fois la machine de recuit quantique et la machine de recuit quantique simulée (NEC Vector Annealing) qui fonctionne sur le supercalculateur vectoriel « SX Aurora TSUBASA » (9) installé à l'Université du Tohoku pour tirer parti des caractéristiques de la machine de recuit quantique et de la machine de recuit quantique simulée (10). À l’avenir, l’Université du Tohoku et NEC mèneront conjointement des recherches sur les architectures de systèmes informatiques pour résoudre des problèmes sociaux complexes. En outre, ils exploreront également des cas d’utilisation propres au recuit quantique, qui a le potentiel d’effectuer des calculs à grande vitesse.

En plus de la machine de recuit quantique simulée installée à l'Université du Tohoku, NEC et l'Université du Tohoku utiliseront également la machine de recuit quantique installée à l'AIST via Internet. Les chercheurs examineront la configuration globale des deux machines en tenant compte des effets des retards de communication et d’autres facteurs et transmettront les résultats au développement futur des machines de recuit quantique et de recuit quantique simulé.

De plus, afin de résoudre des problèmes du monde réel avec la rapidité et la précision du recuit quantique, ils étudieront comment répartir de manière optimale les calculs entre les deux machines et s’efforceront d’améliorer leur utilité.

L'Université du Tohoku et NEC exploiteront cette recherche conjointe comme une opportunité pour accélérer davantage la mise en œuvre sociale des technologies informatiques quantiques.

Notes:
(1) L'architecture ParityQC est développée par Parity Quantum Computing.
À propos de l’informatique quantique paritaire : https://parityqc.com/
Communiqué de presse du 10 février 2021
NEC et ParityQC collaborent pour développer des ordinateurs quantiques pratiques et hautement évolutifs www.nec.com/en/press/202102/global_20210210_01.html
(2) Développement en cours en tant que projet commandé par la New Energy and Industrial Technology Development Organisation (NEDO).
Titre du projet : Projet de développement de puces d'IA innovantes et de technologies informatiques de nouvelle génération
Activité de R&D : Recherche et développement intégrés de l'informatique quantique et des systèmes informatiques d'Ising
Site Web du projet : www.nedo.go.jp/english/activities/activities_ZZJP_100123.html
(3) Un paramétron supraconducteur est un résonant de la mécanique quantique
circuit constitué d'une bobine supraconductrice et d'un condensateur ; il a été développé pour la première fois par NEC et RIKEN en 2014. La modulation du circuit à deux fois la fréquence de résonance entraîne l'un des deux états d'oscillation auto-excités avec une phase de 0 ou π. La superposition de ces états d’oscillation peut être utilisée comme qubits.
(4) Plus le temps de cohérence est élevé, plus la précision de la solution et la vitesse de calcul sont élevées. Des instituts de recherche aux États-Unis et en Europe mènent également des travaux de R&D sur le recuit quantique utilisant des qubits ayant des temps de cohérence plus longs.
(5) Communiqué de presse du 17 mars 2022
NEC développe la première cellule unitaire au monde facilitant la mise à l'échelle vers une architecture de recuit quantique entièrement connectée
www.nec.com/fr/press/202203/global_20220317_01.html
(6) Communiqué de presse du 27 juin 2014 :
L'Université du Tohoku et NEC créent une division de recherche commune pour les technologies de superordinateurs de nouvelle génération (texte japonais)
PDF – www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20140627_03web.pdf
(7) Un projet subventionné par le ministère de l'Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie (MEXT) pour l'utilisation avancée d'ordinateurs polyvalents de haute performance.
Période de recherche : de l’exercice 2018 à l’exercice 2022
Directeur de recherche : Hiroaki Kobayashi, Université du Tohoku
(8) Lancé en février 2021 dans le but d'assurer et de renforcer la compétitivité internationale du Japon dans le domaine de la technologie quantique, sur la base de la stratégie nationale d'innovation en technologie quantique (Conseil de promotion de la stratégie d'innovation intégrée, 21 janvier 2020). Actuellement, 10 instituts de recherche et universités ont reçu une accréditation.
À propos du Centre d’innovation technologique quantique : https://qih.riken.jp/en/
(9) Site Web du produit de la plate-forme d'innovation de nouvelle génération « SX-Aurora TSUBASA » :
www.nec.com/en/global/solutions/hpc/sx/index.html
(10) Une machine de recuit qui simule le comportement quantique à l’aide d’une technologie informatique conventionnelle sans utiliser de propriétés quantiques.

Initiatives de NEC en informatique quantique
URL : www.nec.com/en/global/quantum-computing/index.html

À propos de NEC Corporation

NEC Corporation s'est imposée comme un leader dans l'intégration des technologies informatiques et de réseau tout en promouvant la déclaration de marque "Orchestrer un monde plus lumineux". NEC permet aux entreprises et aux communautés de s'adapter aux changements rapides qui se produisent à la fois dans la société et sur le marché, car il fournit les valeurs sociales de sûreté, de sécurité, d'équité et d'efficacité pour promouvoir un monde plus durable où chacun a la chance d'atteindre son plein potentiel. Pour plus d'informations, visitez NEC à l'adresse www.nec.com.

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