الكوانتيوم يدعي الكم أولاً - تحليل أخبار الحوسبة عالية الأداء | داخل HPC

طوكيو، كامبريدج، المملكة المتحدة، وبرومفيلد، كولورادو، 13 يوليو 2023 - قالت شركة الحوسبة الكمومية Quantinuum اليوم إنها أصبحت أول من قام بمحاكاة جزيء كيميائي من خلال تنفيذ خوارزمية متسامحة مع الأخطاء على معالج كمي باستخدام الكيوبتات المنطقية.

هذه الخطوة الأساسية نحو استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية لتسريع الاكتشاف الجزيئي، مع نمذجة أفضل للأنظمة الكيميائية، تقلل من الوقت اللازم لتوليد قيمة تجارية واقتصادية.

استخدم علماء Quantinuum، بقيادة اليابان، ثلاث كيوبتات منطقية على الكمبيوتر الكمي H1 الخاص بـ Quantinuum لحساب طاقة الحالة الأرضية لجزيء الهيدروجين (H2) باستخدام خوارزمية للأجهزة المبكرة التي تتحمل الخطأ والتي تسمى تقدير الطور الكمي العشوائي.

ومن المعروف بالفعل أن العديد من الخوارزميات التي يمكن استخدامها في أجهزة الكمبيوتر الكمومية في عصر "NISQ" اليوم لن تتمكن من حل المشكلات الأكبر. تتمتع تقنية تقدير الطور المستخدمة في هذه التجربة مع الكيوبتات المنطقية بإمكانية أفضل للتوسع ولكن يصعب تنفيذها على أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية لأنها تتطلب دوائر معقدة للغاية، والتي تكون عرضة للفشل بسبب الضوضاء.

الدكتور راج هازرا، الرئيس التنفيذي لشركة الكمياتقال: "إن إعلان اليوم يطوي صفحة كيمياء الكم على أجهزة الكمبيوتر الكمومية، وينقلنا نحو عصر التسامح المبكر مع الخطأ. يعد هذا الإنجاز بمثابة شهادة على تفاني فرق الأجهزة والبرمجيات في Quantinuum، الذين يظهرون باستمرار قدرتهم على تحقيق نتائج عالمية المستوى. لقد أصبح ذلك ممكنًا بفضل الكمبيوتر الكمي H1 الذي يجمع بين عمليات البوابة عالية الدقة والاتصال الشامل والمنطق الشرطي، مع الخوارزميات والأساليب وتقنيات معالجة الأخطاء الرائدة عالميًا التي تقدمها منصة الكيمياء InQuanto الخاصة بنا.

في ورقة علمية ما قبل الطباعة، "إظهار تقدير المرحلة الكمومية البايزية مع اكتشاف الأخطاء الكمومية"أفاد فريق العلماء بقيادة الدكتور كينتارو ياماموتو أنهم تغلبوا على هذا التحدي من خلال إنشاء واستخدام الكيوبتات المنطقية التي تم تحقيقها باستخدام رمز اكتشاف الأخطاء الذي تم تطويره حديثًا والمصمم للأجهزة الكمومية من سلسلة H*. قام الكود بحفظ الموارد الكمومية عن طريق التخلص فورًا من عملية حسابية إذا اكتشف الكيوبتات التي أنتجت أخطاء أثناء عملية الحساب.

عند دمجها مع انخفاض مستوى الضجيج لأجهزة H-Series وإمكانيات برنامج Quantinuum Software InQuanto، تمكن الباحثون من تشغيل هذه الدوائر المعقدة لأول مرة، مما أدى إلى نتائج محاكاة أكثر دقة من تلك التي تم تحقيقها بدون رمز اكتشاف الأخطاء. يعد إنشاء واستخدام الكيوبتات المنطقية مع اكتشاف الأخطاء شرطًا أساسيًا لتصحيح الأخطاء الأكثر تقدمًا، والذي يوفر حماية في الوقت الفعلي للكمبيوتر الكمي ضد أشكال مختلفة من "الضوضاء".

وقال الدكتور كينتارو ياماموتو، كبير الباحثين في كوانتينوم: “إن محاكاة جزيء الهيدروجين والحصول على مثل هذه النتائج الجيدة باستخدام خوارزمية مبكرة متسامحة مع الخطأ على الكيوبتات المنطقية هي نتيجة تجريبية ممتازة وتذكرنا بمدى السرعة التي نواصل بها التقدم. قد تعكس هذه النتيجة بداية فصل جديد لمحترفي الحوسبة الكمومية، حيث يمكننا البدء في اعتماد خوارزميات مبكرة تتحمل الأخطاء على الأجهزة على المدى القريب، باستخدام جميع التقنيات التي ستكون مطلوبة في النهاية للحوسبة الكمومية واسعة النطاق في المستقبل.

بالنسبة للباحثين العلميين والمؤسسات الصناعية في قطاعات مثل الرعاية الصحية والطاقة والسيارات والتصنيع، الذين يستثمرون بكثافة في البحث عن الجزيئات والمواد المستقبلية، فإن هذا العرض يعني أن وقت الحوسبة الكمومية المفيدة لا يزال يقترب.

سيتم دمج هذا العرض التوضيحي، الذي تم تشغيله على الكمبيوتر الكمي System Model H1 الخاص بشركة Quantinuum، والمدعوم من شركة Honeywell، في الإصدارات المستقبلية من منصة الكيمياء الحاسوبية الكمومية الرائدة في الصناعة، InQuanto، مما يسمح للشركات الصناعية والباحثين الأكاديميين باستكشاف استخدام الأخطاء المبكرة. تعمل الخوارزميات المتسامحة على أجهزة الكمبيوتر الكمومية لنمذجة المواد والجزيئات.