Quantinuum tuyên bố Quantum First – Phân tích tin tức điện toán hiệu năng cao | bên trongHPC

TOKYO, CAMBRIDGE, Vương quốc Anh và BROOMFIELD, CO, ngày 13 tháng 2023 năm XNUMX — Hôm nay, công ty điện toán lượng tử Quantinuum cho biết họ đã trở thành công ty đầu tiên mô phỏng một phân tử hóa học bằng cách triển khai thuật toán chịu lỗi trên bộ xử lý lượng tử sử dụng qubit logic.

Bước thiết yếu này hướng tới việc sử dụng máy tính lượng tử để tăng tốc độ khám phá phân tử, với mô hình hóa tốt hơn của các hệ thống hóa học, giúp giảm thời gian tạo ra giá trị thương mại và kinh tế.

Các nhà khoa học của Quantinuum, dẫn đầu từ Nhật Bản, đã sử dụng ba qubit logic trên máy tính lượng tử H1 của Quantinuum để tính toán năng lượng ở trạng thái cơ bản của phân tử hydro (H2) bằng cách sử dụng một thuật toán dành cho các thiết bị sớm có khả năng chịu lỗi được gọi là ước tính pha lượng tử ngẫu nhiên.

Người ta đã biết rằng nhiều thuật toán có thể được sử dụng trên các máy tính lượng tử thời đại “NISQ” ngày nay sẽ không mở rộng thành các vấn đề lớn hơn. Kỹ thuật ước tính pha được sử dụng trong thí nghiệm này với các qubit logic có tiềm năng mở rộng quy mô tốt hơn nhưng lại khó triển khai trên các máy tính lượng tử ngày nay vì nó yêu cầu các mạch rất phức tạp, dễ bị hỏng do nhiễu.

Tiến sĩ Raj Hazra, Giám đốc điều hành của Chân không lượng tử, cho biết: “Thông báo hôm nay lật sang một trang mới cho hóa học lượng tử trên máy tính lượng tử, đưa chúng ta tới kỷ nguyên của khả năng chịu lỗi sớm. Thành tích này là minh chứng cho sự cống hiến của các nhóm phần cứng và phần mềm tại Quantinuum, những người luôn thể hiện khả năng của mình để đạt được kết quả đẳng cấp thế giới. Nó có thể thực hiện được nhờ máy tính lượng tử H1 kết hợp các hoạt động cổng có độ chính xác cao, kết nối toàn diện và logic có điều kiện, với các thuật toán, phương pháp và kỹ thuật xử lý lỗi thực sự hàng đầu thế giới do nền tảng hóa học InQuanto của chúng tôi cung cấp.”

Trong một bài báo in trước khoa học, "Chứng minh ước tính pha lượng tử Bayesian với phát hiện lỗi lượng tử", nhóm các nhà khoa học do Tiến sĩ Kentaro Yamamoto dẫn đầu báo cáo rằng họ đã vượt qua thử thách này bằng cách tạo và sử dụng các qubit logic đạt được nhờ mã phát hiện lỗi mới được phát triển dành cho phần cứng lượng tử sê-ri H*. Mã đã tiết kiệm tài nguyên lượng tử bằng cách loại bỏ ngay một phép tính nếu nó phát hiện ra các qubit đã tạo ra lỗi trong quá trình tính toán.

Khi kết hợp với độ ồn thấp của phần cứng H-Series và khả năng của Phần mềm lượng tử InQuanto, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu có thể chạy các mạch phức tạp này, tạo ra kết quả mô phỏng chính xác hơn kết quả đạt được khi không có mã phát hiện lỗi. Việc tạo và sử dụng qubit logic với tính năng phát hiện lỗi là điều kiện tiên quyết để sửa lỗi nâng cao hơn, cung cấp khả năng bảo vệ thời gian thực cho máy tính lượng tử trước các dạng “nhiễu” khác nhau.

Tiến sĩ Kentaro Yamamoto, Nhà nghiên cứu cấp cao tại Quantinuum, cho biết: “Việc mô phỏng phân tử hydro và thu được kết quả tốt như vậy với thuật toán chịu lỗi ban đầu trên các qubit logic là một kết quả thử nghiệm xuất sắc và nhắc nhở chúng tôi rằng chúng tôi sẽ tiếp tục tiến bộ nhanh như thế nào. Kết quả này có thể phản ánh sự khởi đầu của một chương mới dành cho các chuyên gia điện toán lượng tử, nơi chúng ta có thể bắt đầu áp dụng các thuật toán chịu lỗi sớm trên các thiết bị ngắn hạn, sử dụng tất cả các kỹ thuật cuối cùng sẽ được yêu cầu cho điện toán lượng tử quy mô lớn trong tương lai.”

Đối với các nhà nghiên cứu khoa học và doanh nghiệp công nghiệp trong các lĩnh vực như chăm sóc sức khỏe, năng lượng, ô tô và sản xuất, những người đầu tư mạnh vào việc nghiên cứu các phân tử và vật liệu trong tương lai, minh chứng này ngụ ý rằng thời điểm điện toán lượng tử hữu ích tiếp tục đến gần hơn.

Phần trình diễn này, được chạy trên máy tính lượng tử Model H1 của Hệ thống Quantinuum, do Honeywell cung cấp, sẽ được tích hợp vào các phiên bản tương lai của nền tảng hóa học tính toán lượng tử hàng đầu trong ngành, InQuanto, cho phép các công ty công nghiệp và nhà nghiên cứu học thuật khám phá việc sử dụng lỗi sớm- các thuật toán khoan dung chạy trên máy tính lượng tử để lập mô hình vật chất và phân tử.