Universitas Tohoku dan NEC memulai penelitian bersama tentang sistem komputer menggunakan mesin anil kuantum 8-qubit yang baru dikembangkan

TOKYO, 28 Juni 2023 – (JCN Newswire) – Universitas Tohoku dan NEC Corporation (TSE: 6701) telah memulai penelitian bersama pada sistem komputer menggunakan mesin anil kuantum 8-qubit yang dikembangkan oleh NEC dan Institut Nasional Ilmu Pengetahuan Industri Lanjutan dan jendela baru Jepang. Teknologi (AIST).

Mesin anil kuantum 8-qubit yang digunakan dalam penelitian ini baru dikembangkan menggunakan teknologi superkonduktor yang dipasangkan dengan Arsitektur ParityQC(1). Oleh karena itu, mesin ini tahan terhadap kebisingan dan tetap mampu meningkatkan arsitektur anil kuantum yang terhubung sepenuhnya sambil mempertahankan status superposisi kuantum yang berkepanjangan.

Ini adalah mesin anil kuantum produksi dalam negeri pertama di Jepang yang dapat diakses dari luar melalui Internet. Penelitian bersama ini juga merupakan proyek pertama yang menggunakan mesin ini.

Penelitian bersama menggunakan mesin anil kuantum 8-qubit yang baru dikembangkan

Fitur mesin anil kuantum

Pemecahan masalah sosial yang kompleks memerlukan perolehan kombinasi optimal dari sejumlah besar pilihan (solusi masalah optimasi kombinatorial). Untuk memecahkan masalah optimasi kombinatorial dengan kecepatan tinggi dan akurasi tinggi, NEC dan AIST sedang mengembangkan mesin anil kuantum(2) menggunakan parametron superkonduktor(3).

Penggunaan parametron superkonduktor membuat mesin anil kuantum ini tahan terhadap kebisingan dan memungkinkan waktu koherensi yang lama (durasi untuk mempertahankan keadaan kuantum)(4). Waktu koherensi umumnya dipersingkat selama implementasi multi-qubit. Namun, selain karakteristik parametron superkonduktor yang tahan kebisingan, mesin ini mampu mempertahankan waktu koherensi yang lama bahkan dalam implementasi multi-qubit dengan mengadopsi arsitektur ParityQC, teknologi kopling yang sangat kompatibel dengan parametron. Fitur-fitur ini memungkinkan penghitungan masalah optimasi kombinatorial dunia nyata dengan kecepatan tinggi dan akurasi tinggi.

Terkait kedua teknologi tersebut, NEC telah berhasil mendemonstrasikan pengoperasian sel unit yang terdiri dari empat qubit pada Maret 2022(5). Baru-baru ini berhasil mengembangkan mesin quantum annealing yang terdiri dari delapan qubit dengan menyelaraskan sel satuan.

Chip 8-qubit yang baru dikembangkan berdasarkan sel unit dengan waktu koherensi yang lama
Penelitian bersama antara Universitas Tohoku dan NEC

Universitas Tohoku dan NEC memulai penelitian bersama mengenai teknologi komputasi kinerja tinggi pada tahun 1958. Pada tahun 2014, “Divisi Penelitian Bersama Komputasi Kinerja Tinggi (NEC)” didirikan di dalam Pusat Ilmu Siber Universitas Tohoku(6) untuk melakukan penelitian yang bertujuan memecahkan masalah berbagai masalah ilmiah dan sosial. Untuk penelitian bersama saat ini, Universitas Tohoku dan NEC akan mempelajari penerapan mesin anil kuantum di atas pada banyak masalah optimasi kombinatorial yang ada di dunia nyata, seperti mendapatkan rute evakuasi optimal untuk mengurangi kerusakan dan cedera akibat genangan tsunami.

Sebelum penelitian bersama ini, Universitas Tohoku dan NEC telah mengerjakan pengembangan platform superkomputer generasi mendatang berbantuan anil kuantum di bawah Proyek Penelitian dan Pengembangan Generasi Berikutnya Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi (MEXT) Jepang. (7) sejak tahun 2018. Inisiatif ini bertujuan untuk lebih meningkatkan kinerja dan kecanggihan superkomputer vektor, yang telah menunjukkan kapasitas pemrosesan tinggi dalam banyak aplikasi praktis, dan untuk mengembangkan platform superkomputer baru melalui pelengkap fungsional superkomputer vektor dengan kuantum dan simulasi kuantum anil khusus untuk masalah optimasi kombinatorial. Sebagai pengakuan atas inisiatif anil kuantum ini, Universitas Tohoku telah diakreditasi oleh Kantor Kabinet Jepang sebagai “Pusat Solusi Quantum” (8).

Dalam penelitian bersama saat ini, mesin anil kuantum 8-qubit berdasarkan parametron superkonduktor yang dikembangkan oleh NEC dan AIST akan tersedia untuk Universitas Tohoku melalui Internet. Sebagai bagian dari penelitian bersama ini, Universitas Tohoku dan NEC akan memanfaatkan mesin anil kuantum dan mesin anil kuantum simulasi (NEC Vector Annealing) yang berjalan pada superkomputer vektor “SX Aurora TSUBASA”(9) yang dipasang di Universitas Tohoku untuk memanfaatkan fitur dari mesin anil kuantum dan mesin anil kuantum yang disimulasikan (10). Ke depannya, Universitas Tohoku dan NEC akan bersama-sama melakukan penelitian mengenai arsitektur sistem komputasi untuk memecahkan masalah sosial yang kompleks. Lebih lanjut, mereka juga akan mengeksplorasi kasus penggunaan unik untuk anil kuantum, yang berpotensi melakukan komputasi berkecepatan tinggi.

Selain mesin simulasi anil kuantum yang dipasang di Universitas Tohoku, NEC dan Universitas Tohoku juga akan menggunakan mesin anil kuantum yang dipasang di AIST melalui Internet. Para peneliti akan memeriksa konfigurasi keseluruhan kedua mesin dengan mempertimbangkan efek penundaan komunikasi dan faktor lainnya dan mengembalikan hasilnya ke pengembangan mesin anil kuantum dan mesin anil kuantum simulasi di masa depan.

Selain itu, untuk memecahkan masalah di dunia nyata dengan kecepatan dan keakuratan anil kuantum, mereka akan menyelidiki cara mengalokasikan komputasi secara optimal ke kedua mesin dan berupaya meningkatkan kegunaannya.

Universitas Tohoku dan NEC akan memanfaatkan penelitian bersama ini sebagai peluang untuk lebih mempercepat penerapan sosial teknologi komputasi kuantum.

Catatan:
(1) Arsitektur ParityQC dikembangkan oleh Parity Quantum Computing.
Tentang Komputasi Kuantum Paritas: https://parityqc.com/
Siaran Pers 10 Februari 2021
NEC dan ParityQC berkolaborasi untuk mengembangkan komputer kuantum praktis dan berskala tinggi www.nec.com/en/press/202102/global_20210210_01.html
(2) Pengembangan yang sedang berlangsung sebagai proyek yang ditugaskan oleh Organisasi Pengembangan Teknologi Industri dan Energi Baru (NEDO).
Judul Proyek: Proyek Chip AI Inovatif dan Pengembangan Teknologi Komputasi Generasi Berikutnya
Aktivitas Litbang: Penelitian dan pengembangan terpadu komputasi kuantum dan sistem komputasi Ising
Situs web proyek: www.nedo.go.jp/english/activities/activities_ZZJP_100123.html
(3) Parametron superkonduktor adalah resonansi mekanika kuantum
rangkaian yang terdiri dari kumparan superkonduktor dan kapasitor; ini pertama kali dikembangkan oleh NEC dan RIKEN pada tahun 2014. Memodulasi rangkaian pada dua kali frekuensi resonansi menghasilkan salah satu dari dua keadaan osilasi tereksitasi sendiri dengan fase 0 atau π. Superposisi keadaan osilasi ini dapat digunakan sebagai qubit.
(4) Semakin tinggi waktu koherensi, semakin tinggi akurasi solusi dan semakin tinggi kecepatan komputasi. Lembaga penelitian di AS dan Eropa juga melakukan penelitian dan pengembangan pada anil kuantum menggunakan qubit dengan waktu koherensi yang lebih lama.
(5) Siaran Pers 17 Maret 2022
NEC mengembangkan sel unit pertama di dunia yang memfasilitasi peningkatan hingga arsitektur anil kuantum yang terhubung sepenuhnya
www.nec.com/en/press/202203/global_20220317_01.html
(6) Siaran Pers 27 Juni 2014:
Universitas Tohoku dan NEC membentuk divisi penelitian bersama untuk teknologi superkomputer generasi mendatang (Teks Jepang)
PDF – www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20140627_03web.pdf
(7) Sebuah proyek yang disubsidi oleh Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi (MEXT) untuk pemanfaatan tingkat lanjut komputer serba guna berkinerja tinggi
Periode penelitian : TA2018 s/d TA2022
Direktur Riset: Hiroaki Kobayashi, Universitas Tohoku
(8) Diluncurkan pada bulan Februari 2021 dengan tujuan untuk memastikan dan memperkuat daya saing internasional Jepang di bidang teknologi kuantum, berdasarkan Strategi Inovasi Teknologi Kuantum Nasional (Dewan Promosi Strategi Inovasi Terpadu, 21 Januari 2020). Saat ini sudah ada 10 lembaga penelitian dan universitas yang mendapat akreditasi.
Tentang Pusat Inovasi Teknologi Kuantum: https://qih.riken.jp/en/
(9) Situs web Produk Seri “SX-Aurora TSUBASA” Platform Inovasi Generasi Berikutnya:
www.nec.com/en/global/solutions/hpc/sx/index.html
(10) Mesin anil yang mensimulasikan perilaku kuantum menggunakan teknologi komputasi konvensional tanpa memanfaatkan sifat kuantum.

Inisiatif NEC dalam Komputasi Kuantum
URL: www.nec.com/en/global/quantum-computing/index.html

Tentang NEC Corporation

NEC Corporation telah memantapkan dirinya sebagai pemimpin dalam integrasi TI dan teknologi jaringan sambil mempromosikan pernyataan merek "Mengatur dunia yang lebih cerah." NEC memungkinkan bisnis dan komunitas untuk beradaptasi dengan perubahan cepat yang terjadi di masyarakat dan pasar karena memberikan nilai-nilai sosial keselamatan, keamanan, keadilan dan efisiensi untuk mempromosikan dunia yang lebih berkelanjutan di mana setiap orang memiliki kesempatan untuk mencapai potensi penuh mereka. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi NEC di www.nec.com.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Otomotif / EV, Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• BlockOffset. Modernisasi Kepemilikan Offset Lingkungan. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/84910/3/