Tohoku University og NEC starter felles forskning på datasystemer ved hjelp av en nyutviklet 8-qubit kvanteglødningsmaskin

Tohoku University og NEC starter felles forskning på datasystemer ved hjelp av en nyutviklet 8-qubit kvanteglødningsmaskin

Tidsstempel: 28. juni 2023 1:22

TOKYO, 28. juni 2023 – (JCN Newswire) – Tohoku University og NEC Corporation (TSE: 6701) har startet felles forskning på datasystemer ved bruk av en 8-qubit kvanteutglødningsmaskin utviklet av NEC og Japans nye vindu National Institute of Advanced Industrial Science og Teknologi (AIST).

Tohoku University og NEC starter felles forskning på datasystemer ved å bruke en nyutviklet 8-qubit kvanteglødingsmaskin PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.
Tohoku University og NEC starter felles forskning på datasystemer ved å bruke en nyutviklet 8-qubit kvanteglødingsmaskin PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

8-qubit kvanteutglødningsmaskinen som brukes i denne forskningen er nyutviklet ved bruk av superledende teknologi sammen med ParityQC Architecture(1). På grunn av dette er maskinen motstandsdyktig mot støy og forblir i stand til å skalere opp til en fullt tilkoblet kvanteutglødningsarkitektur samtidig som den opprettholder en langvarig kvantesuperposisjonstilstand.

Dette er den første innenlandsproduserte kvanteglødemaskinen i Japan som er tilgjengelig fra utsiden via Internett. Denne felles forskningen er også det første prosjektet som bruker denne maskinen.

Felles forskning ved hjelp av den nyutviklede 8-qubit kvanteglødemaskinen

Egenskaper til kvanteglødningsmaskinen

Å løse komplekse sosiale problemer innebærer å utlede optimale kombinasjoner fra et stort antall alternativer (løsning av kombinatoriske optimaliseringsproblemer). For å løse kombinatoriske optimaliseringsproblemer i høy hastighet og med høy nøyaktighet, utvikler NEC og AIST en kvanteutglødningsmaskin(2) som bruker superledende parametroner(3).

Bruk av superledende parametroner gjør denne kvanteutglødningsmaskinen motstandsdyktig mot støy og muliggjør en lang koherenstid (varighet for å opprettholde kvantetilstanden)(4). Koherenstiden forkortes vanligvis under implementering av multi-qubit. Men i tillegg til den støybestandige egenskapen til superledende parametroner, er maskinen i stand til å opprettholde en lang koherenstid selv i multi-qubit-implementering ved å ta i bruk ParityQC-arkitekturen, en koblingsteknologi som er svært kompatibel med parametroner. Disse funksjonene muliggjør beregning av kombinatoriske optimaliseringsproblemer i den virkelige verden ved høy hastighet og med høy nøyaktighet.

Når det gjelder disse to teknologiene, lyktes NEC allerede med å demonstrere driften av enhetscellen som består av fire qubits i mars 2022(5). Nylig lyktes det med å utvikle en kvanteglødemaskin bestående av åtte qubits ved å justere enhetscellene.

Den nyutviklede 8-qubit-brikken basert på enhetsceller med lang koherenstid
Felles forskning mellom Tohoku University og NEC

Tohoku University og NEC startet felles forskning på høyytelses databehandlingsteknologier i 1958. I 2014 ble "Joint Research Division of High-Performance Computing (NEC)" etablert innenfor Tohoku University Cyberscience Center(6) for å utføre forskning rettet mot å løse ulike vitenskapelige og sosiale spørsmål. For den nåværende felles forskningen vil Tohoku University og NEC studere anvendelsen av kvanteutglødningsmaskinen ovenfor på mange kombinatoriske optimaliseringsproblemer som eksisterer i den virkelige verden, for eksempel å utlede optimale evakueringsruter for å redusere skader og skader fra tsunamioversvømmelse.

Før denne felles forskningen jobbet Tohoku University og NEC allerede med utviklingen av kvanteglødingsassisterte neste generasjons superdatabehandlingsplattformer under Japans departement for utdanning, kultur, sport, vitenskap og teknologi (MEXT) sitt neste generasjons forsknings- og utviklingsprosjekt (7) siden 2018. Dette initiativet har som mål å ytterligere forbedre ytelsen og sofistikeringen til vektorsuperdatamaskiner, som har vist høy prosesseringskapasitet i mange praktiske applikasjoner, og å utvikle en ny superdatamaskinplattform gjennom funksjonell komplementering av vektorsuperdatamaskiner med kvante og simulert kvante. annealing spesialisert for kombinatoriske optimaliseringsproblemer. Som en anerkjennelse for disse initiativene på kvanteutglødning, har Tohoku University blitt akkreditert av Japans kabinett som et "Quantum Solution Center"(8).

I den nåværende felles forskningen vil 8-qubit kvanteglødingsmaskinen basert på superledende parametroner utviklet av NEC og AIST gjøres tilgjengelig for Tohoku University via Internett. Som en del av denne felles forskningen vil Tohoku University og NEC bruke både kvanteglødingsmaskinen og den simulerte kvanteglødningsmaskinen (NEC Vector Annealing) som kjører på vektorsuperdatamaskinen "SX Aurora TSUBASA"(9) installert ved Tohoku University for å utnytte funksjoner til både kvanteglødemaskinen og den simulerte kvanteglødningsmaskinen(10). Fremover vil Tohoku University og NEC i fellesskap utføre forskning på datasystemarkitekturer for å løse komplekse sosiale problemer. Videre vil de også utforske brukstilfeller som er unike for kvanteutglødning, som har potensial til å utføre høyhastighetsberegninger.

I tillegg til den simulerte kvanteglødningsmaskinen installert ved Tohoku University, vil NEC og Tohoku University også bruke kvanteglødemaskinen installert ved AIST via Internett. Forskere vil undersøke den generelle konfigurasjonen av begge maskinene i betraktning av effektene av kommunikasjonsforsinkelser og andre faktorer og mate resultatene tilbake til den fremtidige utviklingen av både kvanteglødningsmaskiner og simulerte kvanteglødningsmaskiner.

Videre, for å løse problemer i den virkelige verden med hastigheten og nøyaktigheten til kvanteglødning, vil de undersøke hvordan man optimalt kan allokere beregninger til begge maskinene og forsøke å forbedre deres nytte.

Tohoku University og NEC vil utnytte denne felles forskningen som en mulighet til å akselerere den sosiale implementeringen av kvantedatateknologier ytterligere.

Merknader:
(1) ParityQC-arkitekturen er utviklet av Parity Quantum Computing.
Om paritetskvanteberegning: https://parityqc.com/
Pressemelding 10. februar 2021
NEC og ParityQC samarbeider om å utvikle svært skalerbare, praktiske kvantedatamaskiner www.nec.com/en/press/202102/global_20210210_01.html
(2) Pågående utvikling som et prosjekt på oppdrag fra New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO).
Prosjekttittel: Prosjekt for innovativ AI-brikke og neste generasjons datateknologiutvikling
FoU-aktivitet: Integrert forskning og utvikling av kvantedatabehandling og Ising databehandlingssystemer
Prosjektnettsted: www.nedo.go.jp/english/activities/activities_ZZJP_100123.html
(3) En superledende parametron er en kvantemekanisk resonans
krets bestående av en superledende spole og en kondensator; den ble først utviklet av NEC og RIKEN i 2014. Modulering av kretsen ved to ganger resonansfrekvensen resulterer i en av to selveksiterte oscillasjonstilstander med en fase på 0 eller π. Superposisjonen av disse oscillasjonstilstandene kan brukes som qubits.
(4) Jo høyere koherenstiden er, jo høyere er løsningsnøyaktigheten og jo høyere beregningshastighet. Forskningsinstitutter i USA og Europa driver også FoU på kvanteutglødning ved bruk av qubits med lengre koherenstider.
(5) Pressemelding 17. mars 2022
NEC utvikler verdens første enhetscelle som letter oppskalering til en fullt koblet kvanteutglødningsarkitektur
www.nec.com/en/press/202203/global_20220317_01.html
(6) Pressemelding 27. juni 2014:
Tohoku University og NEC etablerer felles forskningsavdeling for neste generasjons superdatamaskinteknologi (japansk tekst)
PDF – www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20140627_03web.pdf
(7) Et prosjekt subsidiert av departementet for utdanning, kultur, sport, vitenskap og teknologi (MEXT) for avansert bruk av høyytelses datamaskiner for generell bruk
Forskningsperiode: FY2018 til FY2022
Forskningsdirektør: Hiroaki Kobayashi, Tohoku University
(8) Lansert i februar 2021 med mål om å sikre og styrke Japans internasjonale konkurranseevne innen kvanteteknologi, basert på National Quantum Technology Innovation Strategy (Integrated Innovation Strategy Promotion Council, 21. januar 2020). For tiden har 10 forskningsinstitutter og universiteter fått akkreditering.
Om Quantum Technology Innovation Hub: https://qih.riken.jp/en/
(9) Neste generasjons innovasjonsplattform "SX-Aurora TSUBASA" Series Produktnettsted:
www.nec.com/en/global/solutions/hpc/sx/index.html
(10) En glødemaskin som simulerer kvanteatferd ved bruk av konvensjonell datateknologi uten å bruke kvanteegenskaper.

NECs initiativer innen kvanteberegning
URL: www.nec.com/en/global/quantum-computing/index.html

Om NEC Corporation

NEC Corporation har etablert seg som ledende innen integrasjon av IT- og nettverksteknologier, samtidig som de fremmer merkevareerklæringen om "Orchestrating a brighter world." NEC gjør det mulig for bedrifter og lokalsamfunn å tilpasse seg raske endringer som finner sted i både samfunnet og markedet, da det sørger for sosiale verdier som sikkerhet, sikkerhet, rettferdighet og effektivitet for å fremme en mer bærekraftig verden der alle har sjansen til å nå sitt fulle potensial. For mer informasjon, besøk NEC på www.nec.com.

Tidstempel:

Mer fra JCN Newswire