Cakrawala baru mengisyaratkan komputasi kuantum Inggris – Dunia Fisika

Saat tokoh-tokoh terkemuka dalam komunitas kuantum Inggris berkumpul di Edinburgh untuk menandai peluncuran pusat penelitian pertama di negara tersebut yang dikhususkan untuk perangkat lunak kuantum, ada perasaan yang jelas bahwa pengembangan komputasi kuantum di Inggris sedang memasuki era baru dan ekspansif. fase. Diadakan pada bulan April, acara Edinburgh datang hanya sebulan setelah perilisan Inggris Strategi Kuantum Nasional, yang memberikan £2.5 miliar dana baru untuk pengembangan teknologi kuantum selama 10 tahun sejak 2024.

Investasi tambahan itu lebih dari dua kali lipat dukungan berkelanjutan Inggris untuk penelitian dan inovasi kuantum, dengan saat ini Program Teknologi Kuantum Nasional (NQTP) telah memberikan dana pemerintah sekitar £1 miliar sejak 2014. Strategi baru ini juga bertujuan untuk memanfaatkan kemajuan pesat yang telah dibuat selama 10 tahun terakhir – baik dalam hal pencapaian teknis maupun munculnya ekosistem kuantum yang dinamis dan kolaboratif – oleh menempatkan penekanan lebih besar pada penerjemahan sains terobosan ke dalam komputer kuantum praktis yang memberikan nilai nyata bagi masyarakat dan ekonomi.

“Kami memiliki beberapa pertanyaan penting untuk dijawab,” kata Sir Peter Knight dari Imperial College London, seorang arsitek terkemuka dari kerangka strategis baru serta NQTP. “Apa gunanya komputer kuantum? Bagaimana kami mengukur dan memvalidasi kinerja? Di mana kita harus memfokuskan upaya kita untuk hasil yang cepat dan berharga?”

Lab Perangkat Lunak Kuantum (QSL) bertujuan untuk menjawab beberapa pertanyaan tersebut, dengan fokus utama pada penyelidikan cara-cara praktis untuk mengeksploitasi komputasi kuantum untuk memecahkan masalah yang berada di luar jangkauan mesin klasik. Laboratorium, yang diselenggarakan oleh Fakultas Informatika Universitas Edinburgh, telah didirikan bekerja sama dengan Pusat Komputasi Kuantum Nasional (NQCC), dan bertujuan untuk mempercepat pengembangan dan adopsi komputasi kuantum dengan bekerja sama dengan mitra industri untuk menerjemahkan tantangan komputasi paling menjengkelkan mereka ke dalam kasus penggunaan yang dapat diatasi melalui komputasi kuantum.

“Kami ingin memahami kelemahan di berbagai industri,” kata Elham Kashefi, direktur QSL. Kashefi adalah profesor komputasi kuantum di Universitas Edinburgh dan direktur penelitian CNRS di Universitas Sorbonne di Paris, dan ditunjuk sebagai kepala ilmuwan NQCC pada November 2022. “Itu akan memungkinkan kami mengembangkan kasus penggunaan dan aplikasi untuk kuantum komputasi yang memecahkan masalah nyata.”

Ambisi tersebut selaras dengan program keterlibatan pengguna NQCC, disebut SparQ, yang bertujuan untuk mengeksplorasi aplikasi praktis komputasi kuantum untuk membangun kesadaran dan keterampilan di antara calon pengguna akhir teknologi tersebut. Program SparQ menyediakan akses ke sumber daya komputasi kuantum yang muncul bersamaan dengan peluang pelatihan dan jaringan, dan tim QSL akan bekerja sama dengan spesialis inovasi dan insinyur aplikasi NQCC untuk mengidentifikasi dan mengembangkan kasus penggunaan di mana komputasi kuantum dapat memberikan manfaat yang dapat dibuktikan dibandingkan solusi klasik. “Upaya bersama ini akan menciptakan kemampuan penelitian inti untuk mengatasi beberapa tantangan utama dalam mengembangkan perangkat lunak kuantum, membuka jalan menuju aplikasi praktis komputasi kuantum yang dapat berdampak nyata pada industri,” komentar Michael Cuthbert, direktur NQCC . “Keahlian dalam QSL akan membantu mendorong adopsi pengguna dan menyediakan jalur untuk mendemonstrasikan keunggulan kuantum.”

Dengan menciptakan titik fokus untuk pengembangan perangkat lunak kuantum di Inggris Raya, QSL bertujuan untuk menarik bakat penelitian baru, memberikan pendidikan dan pelatihan untuk pengembang kuantum generasi berikutnya, dan menyediakan sumber keahlian ilmiah untuk komunitas kuantum yang lebih luas. Dalam beberapa hal ini mengisi celah dalam lanskap kuantum Inggris, dengan tahun-tahun awal NQTP sebagian besar berfokus pada mendemonstrasikan arsitektur qubit baru dan mengembangkan algoritme kuantum untuk melakukan tugas komputasi tertentu. Sekarang penekanan telah bergeser untuk membangun komputer kuantum praktis, ada kebutuhan yang lebih besar untuk perangkat lunak untuk mengontrol prosesor kuantum inti, mengkarakterisasi dan mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh kebisingan, dan menyediakan koneksi penting antara perangkat keras kuantum dan infrastruktur komputasi klasik.

“Perangkat lunak kuantum adalah perekat yang menyatukan semua elemen komputer kuantum yang berbeda,” komentar Matthias Christandl dari Universitas Kopenhagen, penggerak utama dalam Institut Perangkat Lunak Kuantum Eropa, berbicara pada acara peluncuran. “Ini membutuhkan kecerdikan ilmuwan perangkat lunak kuantum untuk memanfaatkan kekuatan luar biasa dari perangkat keras kuantum, sementara pengembangan bersama perangkat keras dan perangkat lunak juga akan menjadi penting karena arsitektur qubit yang berbeda terus berkembang.”

Sementara QSL akan bekerja sama dengan NQCC untuk mengeksplorasi kasus penggunaan khusus di berbagai sektor industri, itu juga akan mengembangkan pendekatan teoretis dan matematis umum yang dapat diterapkan di berbagai platform dan aplikasi perangkat keras. Penelitian di lab akan memberikan pengetahuan dasar untuk fase tindak lanjut dari program NQCC dalam perangkat lunak dan aplikasi kuantum, dan juga akan membuka jalan bagi platform cloud terdistribusi yang aman dan dapat diverifikasi pertama di Inggris untuk komputasi kuantum. “Kita harus tetap berpikiran terbuka dan mengizinkan penelitian langit biru,” kata Kashefi. “Kemajuan dalam sains dapat memungkinkan aplikasi baru, sementara aplikasi baru dapat menginspirasi arah penelitian baru.”

Salah satu tujuan utama program penelitian lab ini adalah mengembangkan alat yang diperlukan untuk membuktikan apakah solusi yang diaktifkan kuantum mencapai keunggulan kinerja sejati dibandingkan superkomputer tradisional. “Kami memerlukan metode formal untuk menguji apakah suatu pendekatan mengatasi masalah dan memberikan keunggulan kuantum,” kata Kashefi. “Kami ingin menjelajahi dunia aplikasi yang mungkin, dan mencari tahu di mana keunggulan kuantum dapat dicapai dan di mana tidak bisa.”

Kashefi's percaya bahwa hasil dari ilmu penemuan QSL akan membantu memandu pengembangan solusi perangkat lunak baru yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah dunia nyata. “Kami ingin menjadi mesin yang menyatukan semuanya,” katanya. Dalam kerangka kerja keseluruhan lab, terdapat fokus yang jelas untuk menerjemahkan kasus penggunaan tertentu menjadi solusi praktis, dengan peneliti senior dalam tim yang bertanggung jawab untuk menetapkan kasus penggunaan awal, menerjemahkan persyaratan menjadi masalah penelitian, mengembangkan dan mengoptimalkan algoritme kuantum yang sesuai, dan kemudian membuat tolok ukur solusi untuk memastikannya memenuhi persyaratan aplikasi. “Tujuan kami adalah untuk menciptakan budaya start-up dalam lingkungan akademik,” tambah Kashefi.

Berlokasi di Fakultas Informatika Universitas Edinburgh – yang terbesar dari jenisnya di Inggris – QSL akan memiliki akses ke keahlian yang berharga di semua bidang ilmu komputer. Sekitar 30 peneliti sudah terlibat dengan lab tersebut, sementara tim tersebut juga memiliki hubungan langsung dengan EPCC, pusat keunggulan universitas dalam superkomputer dan ilmu data. “Untuk mendapatkan yang terbaik dari komputer kuantum saat ini, mereka perlu beroperasi dalam lingkungan komputasi klasik,” kata Kashefi. “Kami memerlukan keahlian dalam komputasi berkinerja tinggi untuk membantu mengoptimalkan arsitektur sistem dan sistem kontrol, serta menciptakan platform terdistribusi yang menggabungkan perangkat keras kuantum dengan sumber daya komputasi klasik.”

Tim QSL juga berada dalam posisi yang tepat untuk terlibat dengan ilmuwan dan insinyur di universitas yang mengerjakan masalah penelitian yang dapat diatasi dengan komputasi kuantum, seperti simulasi molekuler dalam kimia atau masalah banyak benda dalam fisika. Secara lebih umum, tujuannya adalah untuk menciptakan lingkungan terbuka yang memupuk kolaborasi dengan kelompok akademik dan mitra industri. “Kami ingin penelitian kami memiliki dampak seluas mungkin,” kata Craig Skeldon, manajer pengembangan bisnis QSL. “Tujuan kami adalah untuk terhubung dengan pengguna akhir di berbagai industri untuk mengembangkan solusi praktis, dan untuk bekerja dengan penyedia perangkat keras dan perangkat lunak yang sedang mengembangkan produk inovatif.”

Kemitraan strategis lab dengan NQCC juga akan membantu menciptakan komunitas spesialis perangkat lunak kuantum yang dapat bekerja dengan pemangku kepentingan lainnya, termasuk pengembang perangkat keras dan pengguna akhir di seluruh pemerintahan, akademisi, dan industri, untuk mendorong pengembangan dan adopsi komputer kuantum praktis. “Dibutuhkan seluruh ekosistem untuk mengembangkan komputer kuantum yang bermanfaat,” pungkas Kashefi di akhir acara peluncuran. “NQCC adalah mitra impian untuk QSL, dan kami siap menghadapi tantangan.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/new-horizons-beckon-for-uk-quantum-computing/