Quantinuum claimt als eerste Quantum - High-Performance Computing Nieuwsanalyse | binnenHPC

TOKIO, CAMBRIDGE, VK, en BROOMFIELD, CO, 13 juli 2023 — Quantumcomputingbedrijf Quantinuum zei vandaag dat het de eerste is die een chemische molecule simuleert door een fouttolerant algoritme te implementeren op een kwantumprocessor met behulp van logische qubits.

Deze essentiële stap naar het gebruik van kwantumcomputers om moleculaire ontdekking te versnellen, met betere modellering van chemische systemen, verkort de tijd om commerciële en economische waarde te genereren.

Quantinuum-wetenschappers, geleid vanuit Japan, gebruikten drie logische qubits op Quantinuum's H1-kwantumcomputer om de grondtoestandsenergie van het waterstofmolecuul (H2) te berekenen met behulp van een algoritme voor vroege fouttolerante apparaten die stochastische kwantumfase-schatting worden genoemd.

Het is al bekend dat veel algoritmen die kunnen worden gebruikt op kwantumcomputers uit het huidige "NISQ"-tijdperk, niet zullen worden opgeschaald naar grotere problemen. De faseschattingstechniek die in dit experiment met logische qubits wordt gebruikt, heeft een beter schaalpotentieel, maar is een uitdaging om te implementeren op de huidige kwantumcomputers omdat het zeer complexe circuits vereist, die gevoelig zijn voor storingen als gevolg van ruis.

Dr Raj Hazra, CEO van kwantum, zei: "De aankondiging van vandaag verandert een bladzijde voor kwantumchemie op kwantumcomputers, en brengt ons naar het tijdperk van vroege fouttolerantie. Deze prestatie is het bewijs van de toewijding van de hardware- en softwareteams van Quantinuum, die consequent aantonen dat ze in staat zijn om resultaten van wereldklasse te behalen. Het werd mogelijk gemaakt dankzij de H1-kwantumcomputer die high-fidelity gate-operaties, alles-op-alle-connectiviteit en voorwaardelijke logica samenbrengt met de echt toonaangevende algoritmen, methoden en foutafhandelingstechnieken die worden aangeboden door ons InQuanto-chemieplatform.

In een wetenschappelijk preprintdocument, "Demonstratie van Bayesiaanse kwantumfaseschatting met kwantumfoutdetectie", meldt het team van wetenschappers onder leiding van dr. Kentaro Yamamoto dat ze deze uitdaging hebben overwonnen door logische qubits te creëren en te gebruiken die zijn bereikt met een nieuw ontwikkelde foutdetectiecode die is ontworpen voor de kwantumhardware uit de H-serie*. De code bespaarde kwantumresources door een berekening onmiddellijk weg te gooien als er qubits werden gedetecteerd die fouten hadden veroorzaakt tijdens het rekenproces.

In combinatie met het lage geluidsniveau van de hardware uit de H-serie en de mogelijkheden van de Quantinuum-software InQuanto, waren onderzoekers in staat om deze complexe circuits voor het eerst uit te voeren, waardoor nauwkeurigere simulatieresultaten werden verkregen dan die zonder de foutdetectiecode. Het maken en gebruiken van logische qubits met foutdetectie is een voorwaarde voor de meer geavanceerde foutcorrectie, die een kwantumcomputer real-time beschermt tegen verschillende vormen van ‘ruis’.

Dr. Kentaro Yamamoto, senior onderzoeker bij Quantinuum, zei: "Het simuleren van het waterstofmolecuul en het behalen van zulke goede resultaten met een vroeg fouttolerant algoritme op logische qubits is een uitstekend experimenteel resultaat en herinnert ons eraan hoe snel we vooruitgang blijven boeken. Dit resultaat kan het begin zijn van een nieuw hoofdstuk voor kwantumcomputingprofessionals, waar we kunnen beginnen met het toepassen van vroege fouttolerante algoritmen op apparaten op korte termijn, waarbij we alle technieken gebruiken die uiteindelijk nodig zullen zijn voor toekomstige grootschalige kwantumcomputing.”

Voor wetenschappelijke onderzoekers en industriële ondernemingen in sectoren als de gezondheidszorg, energie, automotive en productie, die zwaar investeren in het onderzoek naar toekomstige moleculen en materialen, betekent deze demonstratie dat de tijd voor bruikbare quantum computing steeds dichterbij komt.

Deze demonstratie, die werd uitgevoerd op Quantinuum's System Model H1-kwantumcomputer, aangedreven door Honeywell, zal worden geïntegreerd in toekomstige versies van zijn toonaangevende kwantumcomputational-chemieplatform, InQuanto, waardoor industriële bedrijven en academische onderzoekers het gebruik van vroege fout- tolerante algoritmen draaien op kwantumcomputers voor materiaal- en moleculaire modellering.