IBM raportoi tarkan kvantin yli 100 kubitilla - High Performance Computing News Analysis | HPC:n sisällä

IBM raportoi tarkan kvantin yli 100 Qubitissa – Tehokas laskennan uutisanalyysi | HPC:n sisällä

Aikaleima: 14. kesäkuuta 2023 1
Lähdesolmu: 2723858

IBM (NYSE: IBM) ilmoitti tänään, mitä yhtiö sanoi olevan läpimurto kvanttilaskentaan, julkaistu tieteellisen lehden kannessa luontoosoitti ensimmäistä kertaa, että kvanttijärjestelmät voivat tuottaa tarkkoja tuloksia yli 100 kubitin mittakaavassa, mikä ylittää johtavat klassiset lähestymistavat.

IBM:n tutkimusryhmä suoritti kokeen, jonka mukaan kvanttitietokone on mahdollista ylittää johtavat klassiset simulaatiot oppimalla ja vähentämällä järjestelmän virheitä, yritys sanoi. Tiimi käytti IBM Quantum 'Eagle' -kvanttiprosessoria, joka koostui 127 suprajohtavasta kubitista sirulla luodakseen suuria, sotkeutuneita tiloja, jotka simuloivat materiaalimallin spinien dynamiikkaa ja ennustavat tarkasti ominaisuuksia, kuten sen magnetisoitumista.

Tämän mallinnuksen tarkkuuden varmistamiseksi tutkijaryhmä UC Berkeleyssä suoritti nämä simulaatiot samanaikaisesti edistyneillä klassisilla tietokoneilla, jotka sijaitsevat Lawrence Berkeley National Labin National Energy Research Scientific Computing Centerissä (NERSC) ja Purdue University. Mallin laajuuden kasvaessa kvanttitietokone jatkoi tarkkojen tulosten antamista kehittyneiden virheiden lieventämistekniikoiden avulla, vaikka klassiset laskentamenetelmät lopulta horjuivat eivätkä vastanneet IBM Quantum -järjestelmää.

"Tämä on ensimmäinen kerta, kun näemme kvanttitietokoneiden mallinnettavan tarkasti fyysistä järjestelmää luonnossa johtavien klassisten lähestymistapojen lisäksi", sanoi IBM:n tutkimuksen johtaja ja johtaja Darío Gil. ”Meille tämä virstanpylväs on merkittävä askel sen todistamisessa, että nykypäivän kvanttitietokoneet ovat kykeneviä, tieteellisiä työkaluja, joilla voidaan mallintaa ongelmia, jotka ovat äärimmäisen vaikeita – ja ehkä mahdottomia – klassisissa järjestelmissä, mikä osoittaa, että olemme siirtymässä uuteen aikakauteen. hyödyllistä kvanttilaskentaan."

"Yksi kvanttilaskennan perimmäisistä tavoitteista on simuloida materiaalikomponentteja, joita klassiset tietokoneet eivät ole koskaan simuloineet tehokkaasti", yhtiö sanoi tiedotteessaan. ”Näiden mallintaminen on tärkeä askel kohti kykyä vastata haasteisiin, kuten tehokkaampien lannoitteiden suunnitteluun, parempien akkujen rakentamiseen ja uusien lääkkeiden kehittämiseen. Mutta nykypäivän kvanttijärjestelmät ovat luonnostaan ​​meluisia ja ne tuottavat huomattavan määrän virheitä, jotka haittaavat suorituskykyä. Tämä johtuu kvanttibittien tai kubittien herkkyydestä ja niiden ympäristöstä tulevista häiriöistä.” Lisätietoa demonstraatiosta on osoitteessa IBM Research -blogi.

IBM ilmoitti myös, että sen IBM Quantum -järjestelmät, jotka toimivat sekä pilvessä että paikan päällä kumppanien toimipisteissä, saavat virtansa vähintään 127 kubitista, ja se valmistuu ensi vuoden aikana.

Nämä prosessorit tarjoavat pääsyn laskentatehoon, joka on riittävän suuri ylittääkseen klassiset menetelmät tietyissä sovelluksissa ja tarjoavat paremmat koherenssiajat sekä pienemmät virhesuhteet verrattuna aikaisempiin IBM:n kvanttijärjestelmiin. Tällaisia ​​ominaisuuksia voidaan yhdistää jatkuvasti kehittyviin virheiden lieventämistekniikoihin, jotta IBM Quantum -järjestelmät voivat saavuttaa alan uuden kynnyksen, jota IBM on kutsunut "hyödyllisyysmittakaavaksi", jolloin kvanttitietokoneet voisivat toimia tieteellisinä työkaluina uuden teknologian tutkimiseen. ongelmia, joita klassiset järjestelmät eivät ehkä koskaan pysty ratkaisemaan.

luotto: IBM

"Kun etenemme tehtävässämme tuoda hyödyllistä kvanttilaskentaa maailmaan, meillä on vankkaa näyttöä kulmakivistä, joita tarvitaan täysin uuden luokan laskennallisten ongelmien tutkimiseen", sanoi Jay Gambetta, IBM Fellow ja varajohtaja, IBM Quantum. "Varustamalla IBM Quantum -järjestelmämme prosessoreilla, jotka pystyvät mittakaavassa, kutsumme asiakkaitamme, kumppaneitamme ja yhteistyökumppaneitamme tuomaan vaikeimmat ongelmansa tutkimaan nykypäivän kvanttijärjestelmien rajoja ja aloittamaan todellisen arvon poimimisen."

IBM sanoi, että sen kvanttikäyttäjät pystyvät suorittamaan ongelmia yli 100 kubitin suuruisilla prosessoreilla. IBM Quantum Spring Challengen yli 2,000 XNUMX osallistujalla oli pääsy näihin apuohjelman mittakaavan prosessoreihin tutkiessaan dynaamisia piirejä, tekniikkaa, joka helpottaa kehittyneempien kvanttialgoritmien ajamista.

IBM sanoi, että IBM Quantum -käyttäjien työryhmät tutkivat kvanttia:

  • Terveydenhuolto ja biotieteet: Cleveland Clinicin ja Modernan kaltaisten organisaatioiden johdolla tutkitaan kvanttikemian ja kvanttikoneoppimisen sovelluksia haasteisiin, kuten nopeutettuihin molekyylilöytöihin ja potilaiden riskien ennustemalleihin.
  • High Energy Physics: koostuu tutkimuslaitoksista, kuten CERN ja DESY, jotka pyrkivät tunnistamaan parhaiten soveltuvia kvanttilaskelmia esimerkiksi fuusiomallinnukseen.
  • Materiaalit: Boeingin, Boschin ja The University of Chicago, tammi Ridge National Lab, ExxonMobil ja RIKEN, pyrkivät tutkimaan parhaita menetelmiä materiaalisimulaatioiden työnkulkujen rakentamiseen.
  • Optimointi: Tavoitteena on luoda yhteistyötä maailmanlaajuisten instituutioiden, kuten E.ON, Wells Fargo ja muiden välillä, tutkiakseen kysymyksiä, jotka edistävät kestävän kehityksen ja rahoituksen kvanttietujen parhaiten soveltuvien optimointiongelmien tunnistamista.

Aikaleima:

Lisää aiheesta HPC:n sisällä