Quantinuum อ้างสิทธิ์ Quantum First – การวิเคราะห์ข่าวคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง | ภายใน HPC

โตเกียว แคมบริดจ์ สหราชอาณาจักร และบรูมฟีลด์ โคโลราโด 13 กรกฎาคม 2023 — บริษัทควอนตัมคอมพิวเตอร์ Quantinuum กล่าวในวันนี้ว่าบริษัทได้กลายเป็นบริษัทแรกที่จำลองโมเลกุลเคมีโดยใช้อัลกอริธึมความทนทานต่อความผิดพลาดบนโปรเซสเซอร์ควอนตัมโดยใช้ตรรกะคิวบิต

ขั้นตอนสำคัญนี้ไปสู่การใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อเร่งการค้นพบโมเลกุล ด้วยการสร้างแบบจำลองที่ดีขึ้นของระบบเคมี ช่วยลดเวลาในการสร้างมูลค่าทางการค้าและเศรษฐกิจ

นักวิทยาศาสตร์ควอนตัมซึ่งเป็นผู้นำจากประเทศญี่ปุ่น ใช้ qubits แบบลอจิคัลสามตัวบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม H1 ของ Quantinuum เพื่อคำนวณพลังงานสถานะพื้นของโมเลกุลไฮโดรเจน (H2) โดยใช้อัลกอริทึมสำหรับอุปกรณ์ที่ทนทานต่อความผิดพลาดในระยะแรก ซึ่งเรียกว่าการประมาณเฟสควอนตัมแบบสุ่ม

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าอัลกอริทึมจำนวนมากที่สามารถใช้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมยุค “NISQ” ในปัจจุบันจะไม่ขยายไปสู่ปัญหาที่ใหญ่ขึ้น เทคนิคการประมาณค่าเฟสที่ใช้ในการทดลองด้วยลอจิคัลคิวบิตนี้มีศักยภาพที่ดีกว่าในการปรับขนาด แต่เป็นการท้าทายที่จะนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในปัจจุบัน เนื่องจากต้องใช้วงจรที่ซับซ้อนมาก ซึ่งมักจะล้มเหลวเนื่องจากสัญญาณรบกวน

ดร. ราจ ฮาซรา ซีอีโอของ ควอนตินัมกล่าวว่า "การประกาศในวันนี้ได้เปลี่ยนหน้าใหม่สำหรับเคมีควอนตัมในคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งนำเราไปสู่ยุคของการยอมรับข้อผิดพลาดตั้งแต่เนิ่นๆ ความสำเร็จนี้เป็นข้อพิสูจน์ถึงความทุ่มเทของทีมงานฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ Quantinuum ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการบรรลุผลลัพธ์ระดับโลกอย่างสม่ำเสมอ เป็นไปได้ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม H1 ซึ่งรวบรวมการทำงานของเกทที่มีความเที่ยงตรงสูง การเชื่อมต่อแบบ all-to-all และตรรกะแบบมีเงื่อนไข พร้อมด้วยอัลกอริทึม วิธีการ และเทคนิคการจัดการข้อผิดพลาดระดับแนวหน้าของโลกที่นำเสนอโดยแพลตฟอร์มเคมี InQuanto ของเรา”

ในกระดาษเตรียมพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ "สาธิตการประมาณเฟสควอนตัมแบบเบย์ด้วยการตรวจจับข้อผิดพลาดควอนตัม"ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยดร. เคนทาโร ยามาโมโตะ รายงานว่า พวกเขาเอาชนะความท้าทายนี้ได้ด้วยการสร้างและใช้คิวบิตแบบลอจิคัลที่ประสบความสำเร็จด้วยรหัสการตรวจจับข้อผิดพลาดที่พัฒนาขึ้นใหม่ซึ่งออกแบบมาสำหรับฮาร์ดแวร์ควอนตัมซีรีส์ H* รหัสบันทึกทรัพยากรควอนตัมโดยละทิ้งการคำนวณทันทีหากตรวจพบ qubits ที่สร้างข้อผิดพลาดในระหว่างกระบวนการคำนวณ

เมื่อรวมกับเสียงรบกวนต่ำของฮาร์ดแวร์ H-Series และความสามารถของ Quantinuum Software InQuanto นักวิจัยสามารถเรียกใช้วงจรที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้เป็นครั้งแรก ทำให้ได้ผลการจำลองที่แม่นยำกว่าที่ทำได้โดยไม่มีรหัสตรวจจับข้อผิดพลาด การสร้างและใช้ลอจิคัลคิวบิตที่มีการตรวจจับข้อผิดพลาดเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดขั้นสูง ซึ่งให้การป้องกันแบบเรียลไทม์สำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมจาก "สัญญาณรบกวน" รูปแบบต่างๆ

ดร. Kentaro Yamamoto นักวิจัยอาวุโสของ Quantinuum กล่าวว่า "การจำลองโมเลกุลไฮโดรเจนและได้ผลลัพธ์ที่ดีเช่นนี้ด้วยอัลกอริทึมที่ทนทานต่อความผิดพลาดในช่วงต้นของคิวบิตแบบลอจิคัลเป็นผลการทดลองที่ยอดเยี่ยมและเตือนเราว่าเราก้าวหน้าต่อไปได้เร็วเพียงใด ผลลัพธ์นี้อาจสะท้อนถึงการเริ่มต้นบทใหม่สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งเราสามารถเริ่มใช้อัลกอริทึมที่ทนทานต่อความผิดพลาดตั้งแต่เนิ่นๆ บนอุปกรณ์ระยะใกล้ โดยใช้เทคนิคทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลควอนตัมสเกลขนาดใหญ่ในอนาคตในที่สุด”

สำหรับนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์และองค์กรอุตสาหกรรมในภาคส่วนต่างๆ เช่น การดูแลสุขภาพ พลังงาน ยานยนต์ และการผลิต ที่ลงทุนมหาศาลในการค้นคว้าวิจัยโมเลกุลและวัสดุในอนาคต การสาธิตนี้บอกเป็นนัยว่าเวลาที่จะใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีประโยชน์ยังคงใกล้เข้ามาเรื่อยๆ

การสาธิตนี้ดำเนินการบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม System Model H1 ของ Quantinuum ซึ่งขับเคลื่อนโดย Honeywell จะถูกรวมเข้ากับเวอร์ชันอนาคตของ InQuanto ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มเคมีเชิงคำนวณเชิงควอนตัมชั้นนำของอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยให้บริษัทอุตสาหกรรมและนักวิจัยเชิงวิชาการสำรวจการใช้ความผิดพลาดตั้งแต่เนิ่นๆ อัลกอริทึมที่ทนทานทำงานบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมสำหรับการสร้างแบบจำลองวัสดุและโมเลกุล