Tohoku Üniversitesi ve NEC, yeni geliştirilen 8 kübit kuantum tavlama makinesini kullanarak bilgisayar sistemleri üzerinde ortak araştırmalara başladı

TOKYO, 28 Haziran 2023 – (JCN Newswire) – Tohoku Üniversitesi ve NEC Corporation (TSE:6701), NEC ve Japonya'nın yeni penceresi Ulusal İleri Endüstriyel Bilimler Enstitüsü tarafından geliştirilen 8 kubitlik kuantum tavlama makinesini kullanarak bilgisayar sistemleri üzerine ortak araştırmalara başladı. Teknoloji (AIST).

Bu araştırmada kullanılan 8 kübitlik kuantum tavlama makinesi, ParityQC Mimarisi(1) ile eşleştirilmiş süper iletken teknolojisi kullanılarak yeni geliştirildi. Bu sayede makine gürültüye karşı dirençlidir ve uzun süreli bir kuantum süperpozisyon durumunu korurken tamamen bağlı bir kuantum tavlama mimarisine kadar ölçeklenebilme kapasitesine sahiptir.

Bu, Japonya'da dışarıdan İnternet aracılığıyla erişilebilen ilk yerli üretim kuantum tavlama makinesidir. Bu ortak araştırma aynı zamanda bu makinenin kullanıldığı ilk projedir.

Yeni geliştirilen 8 kübit kuantum tavlama makinesini kullanan ortak araştırma

Kuantum tavlama makinesinin özellikleri

Karmaşık sosyal sorunları çözmek, çok sayıda seçenekten en uygun kombinasyonların elde edilmesini gerektirir (kombinatoryal optimizasyon problemlerinin çözümü). Kombinatoryal optimizasyon problemlerini yüksek hızda ve yüksek doğrulukla çözmek için NEC ve AIST, süper iletken parametreler (2) kullanan bir kuantum tavlama makinesi (3) geliştiriyor.

Süper iletken parametronların kullanılması, bu kuantum tavlama makinesini gürültüye karşı dirençli hale getirir ve uzun bir tutarlılık süresi (kuantum durumunu koruma süresi) sağlar(4). Çoklu kübit uygulaması sırasında tutarlılık süresi genellikle kısalır. Bununla birlikte, süper iletken parametronların gürültüye dayanıklılık özelliğine ek olarak makine, parametronlarla son derece uyumlu bir birleştirme teknolojisi olan ParityQC mimarisini benimseyerek çoklu kubit uygulamasında bile uzun bir tutarlılık süresi koruyabilir. Bu özellikler, gerçek dünyadaki kombinatoryal optimizasyon problemlerinin yüksek hızda ve yüksek doğrulukla hesaplanmasını sağlar.

Bu iki teknolojiyle ilgili olarak NEC, Mart 2022'de(5) dört kubitten oluşan birim hücrenin işleyişini göstermeyi başardı. Son zamanlarda birim hücreleri hizalayarak sekiz kübitten oluşan bir kuantum tavlama makinesi geliştirmeyi başardı.

Uzun tutarlılık süresine sahip birim hücrelere dayalı yeni geliştirilen 8 kübitlik çip
Tohoku Üniversitesi ve NEC arasında ortak araştırma

Tohoku Üniversitesi ve NEC, 1958 yılında yüksek performanslı bilgi işlem teknolojileri üzerine ortak araştırmalara başladı. 2014 yılında, Tohoku Üniversitesi Siber Bilim Merkezi(6) bünyesinde, yüksek performanslı bilgi işlem teknolojilerinin ortak araştırma bölümü (NEC) kuruldu. çeşitli bilimsel ve sosyal konular. Mevcut ortak araştırma için Tohoku Üniversitesi ve NEC, yukarıdaki kuantum tavlama makinesinin, tsunami su baskınından kaynaklanan hasar ve yaralanmaları azaltmak için en uygun tahliye rotalarının türetilmesi gibi gerçek dünyada var olan birçok kombinatoryal optimizasyon problemine uygulanmasını inceleyecek.

Bu ortak araştırmadan önce Tohoku Üniversitesi ve NEC, Japonya Eğitim, Kültür, Spor, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'nın (MEXT) Yeni Nesil Araştırma ve Geliştirme Projesi kapsamında kuantum tavlama destekli yeni nesil süper hesaplama platformlarının geliştirilmesi üzerinde zaten çalışıyordu. (7) 2018'den bu yana. Bu girişim, birçok pratik uygulamada yüksek işlem kapasitesi sergileyen vektör süper bilgisayarlarının performansını ve gelişmişliğini daha da geliştirmeyi ve vektör süper bilgisayarlarının kuantum ve simüle edilmiş kuantum ile işlevsel olarak tamamlanması yoluyla yeni bir süper bilgi işlem platformu geliştirmeyi amaçlamaktadır. Kombinatoryal optimizasyon problemleri için özel tavlama. Kuantum tavlama konusundaki bu girişimlerin tanınmasıyla Tohoku Üniversitesi, Japonya Kabine Ofisi tarafından “Kuantum Çözüm Merkezi”(8) olarak akredite edildi.

Mevcut ortak araştırmada, NEC ve AIST tarafından geliştirilen süper iletken parametrelere dayalı 8 kübit kuantum tavlama makinesi internet üzerinden Tohoku Üniversitesi'nin kullanımına sunulacak. Bu ortak araştırmanın bir parçası olarak, Tohoku Üniversitesi ve NEC, Tohoku Üniversitesi'nde kurulu vektör süper bilgisayarı "SX Aurora TSUBASA"(9) üzerinde çalışan hem kuantum tavlama makinesini hem de simüle edilmiş kuantum tavlama makinesini (NEC Vector Taving) kullanacak. hem kuantum tavlama makinesinin hem de simüle edilmiş kuantum tavlama makinesinin(10) özellikleri. İleriye dönük olarak Tohoku Üniversitesi ve NEC, karmaşık sosyal sorunları çözmek için bilgisayar sistemi mimarileri üzerinde ortaklaşa araştırma yürütecek. Ayrıca, yüksek hızlı hesaplamalar gerçekleştirme potansiyeline sahip olan kuantum tavlamaya özgü kullanım durumlarını da keşfedecekler.

NEC ve Tohoku Üniversitesi, Tohoku Üniversitesi'nde kurulu simüle edilmiş kuantum tavlama makinesinin yanı sıra, internet üzerinden AIST'te kurulu kuantum tavlama makinesini de kullanacak. Araştırmacılar, iletişim gecikmelerinin ve diğer faktörlerin etkilerini dikkate alarak her iki makinenin genel konfigürasyonunu inceleyecek ve sonuçları, hem kuantum tavlama hem de simüle edilmiş kuantum tavlama makinelerinin gelecekteki gelişimine aktaracak.

Ayrıca, gerçek dünyadaki problemleri kuantum tavlamanın hızı ve doğruluğu ile çözmek için, hesaplamaların her iki makineye de en iyi şekilde nasıl tahsis edileceğini araştıracaklar ve bunların kullanışlılığını artırmaya çalışacaklar.

Tohoku Üniversitesi ve NEC, bu ortak araştırmayı kuantum hesaplama teknolojilerinin sosyal uygulamasını daha da hızlandırmak için bir fırsat olarak kullanacak.

Notlar:
(1) ParityQC mimarisi, Parity Quantum Computing tarafından geliştirilmiştir.
Eşlik Kuantum Hesaplaması Hakkında: https://parityqc.com/
10 Şubat 2021 Basın Bülteni
NEC ve ParityQC, yüksek düzeyde ölçeklenebilir, pratik kuantum bilgisayarlar geliştirmek için işbirliği yapıyor www.nec.com/en/press/202102/global_20210210_01.html
(2) Yeni Enerji ve Endüstriyel Teknoloji Geliştirme Organizasyonu (NEDO) tarafından görevlendirilen bir proje olarak devam eden geliştirme.
Proje Başlığı: Yenilikçi Yapay Zeka Çipi ve Yeni Nesil Bilgi İşlem Teknolojisi Geliştirme Projesi
Ar-Ge Faaliyeti: Kuantum hesaplama ve Ising hesaplama sistemlerinin entegre araştırma ve geliştirmesi
Proje web sitesi: www.nedo.go.jp/english/activities/activities_ZZJP_100123.html
(3) Süper iletken bir parametron, kuantum mekaniksel bir rezonanstır.
süper iletken bir bobin ve bir kapasitörden oluşan devre; ilk olarak 2014 yılında NEC ve RIKEN tarafından geliştirildi. Devrenin rezonans frekansının iki katı hızda modüle edilmesi, fazı 0 veya π olan iki kendinden uyarımlı salınım durumundan biriyle sonuçlanır. Bu salınım durumlarının süperpozisyonu kübitler olarak kullanılabilir.
(4) Tutarlılık süresi ne kadar yüksek olursa, çözüm doğruluğu da o kadar yüksek olur ve hesaplama hızı da o kadar yüksek olur. ABD ve Avrupa'daki araştırma enstitüleri de daha uzun tutarlılık sürelerine sahip kübitler kullanarak kuantum tavlama konusunda Ar-Ge yürütüyor.
(5) 17 Mart 2022 Basın Açıklaması
NEC, tam bağlantılı kuantum tavlama mimarisine ölçeklendirmeyi kolaylaştıran dünyanın ilk birim hücresini geliştirdi
www.nec.com/en/press/202203/global_20220317_01.html
(6) 27 Haziran 2014 Basın Açıklaması:
Tohoku Üniversitesi ve NEC, yeni nesil süper bilgisayar teknolojileri için ortak araştırma bölümü kuruyor (Japonca Metin)
PDF – www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press_20140627_03web.pdf
(7) Yüksek performanslı genel amaçlı bilgisayarların ileri düzey kullanımına yönelik Eğitim, Kültür, Spor, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (MEXT) tarafından desteklenen bir proje
Araştırma dönemi: 2018 Mali Yılı - 2022 Mali Yılı
Araştırma Direktörü: Hiroaki Kobayashi, Tohoku Üniversitesi
(8) Ulusal Kuantum Teknolojisi İnovasyon Stratejisi'ne (Entegre İnovasyon Stratejisi Teşvik Konseyi, 2021 Ocak 21) dayanarak Japonya'nın kuantum teknolojisi alanında uluslararası rekabet edebilirliğini sağlamak ve güçlendirmek amacıyla Şubat 2020'de başlatılmıştır. Şu anda 10 araştırma enstitüsü ve üniversite akreditasyon almıştır.
Kuantum Teknolojisi İnovasyon Merkezi Hakkında: https://qih.riken.jp/en/
(9) Yeni Nesil İnovasyon Platformu “SX-Aurora TSUBASA” Serisi Ürün web sitesi:
www.nec.com/en/global/solutions/hpc/sx/index.html
(10) Kuantum özelliklerini kullanmadan geleneksel hesaplama teknolojisini kullanarak kuantum davranışını simüle eden bir tavlama makinesi.

NEC'in Kuantum Hesaplamadaki Girişimleri
URL: www.nec.com/en/global/quantum-computing/index.html

NEC Corporation hakkında

NEC Corporation, "Daha parlak bir dünyayı yönetmek" marka beyanını desteklerken, BT ve ağ teknolojilerinin entegrasyonunda lider olarak kendini kanıtlamıştır. NEC, herkesin tam potansiyeline ulaşma şansına sahip olduğu daha sürdürülebilir bir dünyayı teşvik etmek için güvenlik, emniyet, adalet ve verimlilik gibi sosyal değerleri sağladığı için işletmelerin ve toplulukların hem toplumda hem de piyasada meydana gelen hızlı değişikliklere uyum sağlamasını sağlar. Daha fazla bilgi için www.nec.com adresinde NEC'i ziyaret edin.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.jcnnewswire.com/pressrelease/84910/3/