קוונטים: הרווארד, QuEra, MIT ו-NIST/אוניברסיטת מרילנד מכריזות על אלגוריתמים מתוקנים בשגיאות ב-48 קוויביטים - ניתוח חדשות מחשוב בעל ביצועים גבוהים | בתוך HPC

בוסטון, 6 בדצמבר 2023 – חברת QuEra Computing עם אטומים ניטרליים הכריזה היום על מה שהחברה אמרה שהוא פריצת דרך בתחום המחשוב הקוונטי, שפורסם בכתב העת המדעי Nature. בניסויים שהובילו אוניברסיטת הרווארד בשיתוף עם QuEra Computing, MIT ו-NIST/UMD, החוקרים ביצעו אלגוריתמים בקנה מידה גדול על מחשב קוונטי מתוקן שגיאות עם 48 קיוביטים לוגיים ומאות פעולות לוגיות מסתבכות.

"התקדמות זו, קפיצת מדרגה משמעותית בתחום המחשוב הקוונטי, מכינה את הבמה לפיתוח מחשבים קוונטיים באמת ניתנים להרחבה וסובלני תקלות שיוכלו לפתור בעיות פרקטיות בלתי פתירות מבחינה קלאסית", אמר QuEra.

ניתן לגשת לעיתון ב-Nature בכתובת  https://www.nature.com/articles/s41586-023-06927-3.

"אנחנו במודי'ס אנליטיקס מכירים במשמעות המונומנטלית של השגת 48 קיוביטים לוגיים בסביבת מחשוב קוונטי סובלנית לתקלות ובפוטנציאל שלה לחולל מהפכה בניתוח נתונים וסימולציות פיננסיות", אמר סרג'יו גאגו, מנכ"ל קוונטים ובינה מלאכותית ב-Moody's Analytics, "זה מקרב אותנו לעתיד שבו מחשוב קוונטי הוא לא רק מאמץ ניסיוני אלא כלי מעשי שיכול לספק פתרונות מהעולם האמיתי עבור הלקוחות שלנו. רגע מרכזי זה יכול להגדיר מחדש כיצד תעשיות ניגשים לאתגרים חישוביים מורכבים."

אתגר קריטי המונע ממחשוב קוונטי להגיע לפוטנציאל העצום שלו הוא הרעש שמשפיע על קיוביטים, משחית חישובים לפני הגעה לתוצאות הרצויות. תיקון שגיאות קוונטי מתגבר על מגבלות אלו על ידי יצירת "קיוביטים לוגיים", קבוצות של קיוביטים פיזיים שמסתבכים כדי לאחסן מידע באופן מיותר. יתירות זו מאפשרת לזהות ולתקן שגיאות שעלולות להתרחש במהלך חישובים קוונטיים. על ידי שימוש בקיוביטים לוגיים במקום בקיוביטים פיזיים בודדים, מערכות קוונטיות יכולות להשיג רמה של סובלנות תקלות, מה שהופך אותן ליותר חזקות ואמינות עבור חישובים מורכבים.

"זוהי תקופה מרגשת באמת בתחום שלנו שכן הרעיונות הבסיסיים של תיקון שגיאות קוונטי וסובלנות תקלות מתחילים לשאת פרי", אמר מיכאיל לוקין, פרופסור מאוניברסיטת ג'ושוע ובת' פרידמן, מנהל שותף של יוזמת הקוונטים של הרווארד, ו מייסד שותף של QuEra Computing. "עבודה זו, הממנפת את ההתקדמות היוצאת מן הכלל לאחרונה בקהילת המחשוב הקוונטי הנייטרלי-אטומי, היא עדות למאמץ המדהים של סטודנטים ופוסט-דוקטורטים מוכשרים במיוחד, כמו גם משתפי הפעולה המדהימים שלנו ב-QuEra, MIT ו-NIST/UMD. למרות שאנו צלולים לגבי האתגרים העומדים לפנינו, אנו מצפים שההתקדמות החדשה הזו תאיץ מאוד את ההתקדמות לקראת מחשבים קוונטיים בקנה מידה גדול ושימושי, ויאפשר את השלב הבא של גילוי וחדשנות".

הדגמות קודמות של תיקון שגיאות הציגו קיוביטים לוגיים אחד, שניים או שלושה. עבודה חדשה זו מדגימה תיקון שגיאות קוונטי ב-48 קיוביטים לוגיים, משפרת את היציבות והאמינות החישובית תוך טיפול בבעיית השגיאה. בדרך לחישוב קוונטי בקנה מידה גדול, הרווארד, QuEra ומשתפי הפעולה דיווחו על ההישגים הקריטיים הבאים:

• יצירה והסתבכות של הקיוביטים הלוגיים הגדולים ביותר עד כה, המדגימים מרחק קוד של 7, המאפשרים זיהוי ותיקון של שגיאות שרירותיות המתרחשות במהלך פעולות השער הלוגי המסבכות. מרחקי קוד גדולים יותר מרמזים על עמידות גבוהה יותר לשגיאות קוונטיות. יתר על כן, המחקר הראה לראשונה שהגדלת מרחק הקוד אכן מפחיתה את שיעור השגיאות בפעולות לוגיות.

• מימוש של 48 קיוביטים לוגיים קטנים ששימשו לביצוע אלגוריתמים מורכבים, עולים על הביצועים של אותם אלגוריתמים כשהם מבוצעים עם קיוביטים פיזיים.

• בנייה של 40 קודים לתיקון שגיאות בגודל בינוני על ידי שליטה ב-280 קיוביטים פיזיים.

פריצת הדרך השתמשה במחשב קוונטי מתקדם של מערכת אטום ניטרלית, המשלב מאות קיוביטים, נאמנות שערים גבוהה של שני קיוביט, קישוריות שרירותית, סיבובי קיוביט בודדים הניתנים לתכנות מלא, וקריאה באמצע המעגל.

המערכת כללה גם בקרה יעילה בחומרה במערכי אטומים ניטרליים הניתנים להגדרה מחדש, תוך שימוש בשליטה ישירה ומקבילית על קבוצה שלמה של קיוביטים לוגיים. בקרה מקבילה זו מפחיתה באופן דרמטי את תקורה הבקרה ואת המורכבות של ביצוע פעולות לוגיות. תוך שימוש ב-280 קיוביטים פיזיים, החוקרים היו צריכים לתכנת פחות מעשרה אותות בקרה כדי לבצע את כל הפעולות הנדרשות במחקר. אופנים קוונטיים אחרים דורשים בדרך כלל מאות אותות בקרה עבור אותו מספר של קיוביטים. כאשר מחשבים קוונטיים מתרחבים לאלפים רבים של קיוביטים, שליטה יעילה הופכת חשובה ביותר.

"ההישג של 48 קיוביטים לוגיים עם סובלנות תקלות גבוהה הוא רגע קו פרשת מים בתעשיית המחשוב הקוונטי", אמר מאט לנגיון, שותף ב-Boston Consulting Group. "פריצת דרך זו לא רק מאיצה את ציר הזמן עבור יישומים קוונטיים מעשיים אלא גם פותחת אפיקים חדשים לפתרון בעיות שבעבר נחשבו בלתי פתירות בשיטות מחשוב קלאסיות. זהו מחליף משחק שמעלה משמעותית את הכדאיות המסחרית של מחשוב קוונטי. עסקים על פני מגזרים צריכים לשים לב, שכן המירוץ ליתרון קוונטי פשוט קיבל דחיפה משמעותית".

"היום מהווה אבן דרך היסטורית עבור QuEra וקהילת המחשוב הקוונטי הרחבה יותר", אמר אלכס קיסלינג, מנכ"ל QuEra Computing, "הישגים אלו הם שיאו של מאמץ רב-שנתי, בהובלת משתפי הפעולה האקדמיים שלנו בהרווארד ו-MIT יחד עם מדעני QuEra ומהנדסים, לדחוף את הגבולות של מה שאפשר במחשוב קוונטי. זו לא רק קפיצה טכנולוגית; זוהי עדות לכוחם של שיתוף פעולה והשקעה במחקר חלוצי. אנו נרגשים להכשיר את הבמה לעידן חדש של מחשוב קוונטי סביל לתקלות, המסוגל להתמודד עם כמה מהבעיות המורכבות ביותר בעולם. העתיד של הקוונטים כאן, ו-QuEra גאה להיות בחזית המהפכה הזו".

"הניסיון שלנו בייצור ותפעול מחשבים קוונטיים - כמו מכונת הדור הראשון שלנו הזמינה בענן ציבורי מאז 2022 - יחד עם מחקר פורץ דרך זה, מעמידים אותנו בעמדה מצוינת להוביל את המהפכה הקוונטית", הוסיף קיסלינג.

העבודה נתמכה על ידי הסוכנות לפרויקטי מחקר מתקדמים של Defense באמצעות תוכנית האופטימיזציה עם מכשירים קוונטיים בקנה מידה רועש (ONISQ), הקרן הלאומית למדע, המרכז לאטומים אולטרה-קרים (מרכז NSF Physics Frontiers), ומשרד המחקר של הצבא.

QuEra הכריזה גם על אירוע מיוחד ב-9 בינואר בשעה 11:30 AM ET, שבו QuEra תחשוף את מפת הדרכים המסחרית שלה עבור מחשבים קוונטיים סובלני תקלות. הירשם לאירוע מקוון זה בכתובת https://quera.link/roadmap

על QuEra

QuEra Computing היא המובילה במסחור מחשבים קוונטיים באמצעות אטומים ניטרליים, אשר מוכרת באופן נרחב כאופן קוונטי מבטיח ביותר. מבוסס בבוסטון ובנוי על מחקר חלוצי מאוניברסיטת הרווארד ו-MIT הסמוכה, QuEra מפעילה את המחשב הקוונטי הנגיש לציבור הגדול בעולם, הזמין על גבי ענן ציבורי גדול ועבור משלוח מקומי. QuEra מפתחת מחשבים קוונטיים בקנה מידה גדול וסובלני תקלות כדי להתמודד עם בעיות קלאסיות בלתי פתירות, והופכת לשותפת הבחירה בתחום הקוונטי. במילים פשוטות, QuEra היא הדרך הטובה ביותר לקוונטים. למידע נוסף, בקר אותנו בכתובת quera.com

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://insidehpc.com/2023/12/quantum-harvard-quera-mit-and-nist-university-of-maryland-announce-error-corrected-algorithms-on-48-qubits/