IBM riporta Quantum accurato a oltre 100 Qubit - Analisi delle notizie sul calcolo ad alte prestazioni | insideHPC

IBM riporta Quantum accurato a oltre 100 Qubit – Analisi delle notizie sul calcolo ad alte prestazioni | insideHPC

Timestamp: 14 giugno 2023 1:21
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IBM (NYSE: IBM) ha annunciato oggi quello che la società ha definito una svolta nel calcolo quantistico, pubblicato sulla copertina della rivista scientifica Natura, dimostrando per la prima volta che i sistemi quantistici possono produrre risultati accurati su una scala di oltre 100 qubit, andando oltre i principali approcci classici.

Un team di ricerca IBM ha condotto un esperimento secondo il quale la società intende che è possibile per un computer quantistico superare le principali simulazioni classiche imparando e mitigando gli errori nel sistema, ha affermato la società. Il team ha utilizzato il processore quantistico IBM Quantum 'Eagle' composto da 127 qubit superconduttori su un chip per generare grandi stati entangled che simulano la dinamica degli spin in un modello di materiale e prevedono con precisione proprietà come la sua magnetizzazione.

Per verificare l'accuratezza di questa modellazione, un team di scienziati della UC Berkeley ha eseguito simultaneamente queste simulazioni su computer classici avanzati situati presso il National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) del Lawrence Berkeley National Lab e Purdue University. Con l'aumentare della scala del modello, il computer quantistico ha continuato a fornire risultati accurati con l'aiuto di tecniche avanzate di mitigazione degli errori, anche se i metodi di calcolo classici alla fine hanno vacillato e non corrispondevano al sistema IBM Quantum.

"Questa è la prima volta che vediamo i computer quantistici modellare accuratamente un sistema fisico in natura oltre i principali approcci classici", ha affermato Darío Gil, vicepresidente senior e direttore della ricerca IBM. “Per noi, questa pietra miliare è un passo significativo nel dimostrare che i computer quantistici di oggi sono strumenti scientifici capaci che possono essere utilizzati per modellare problemi estremamente difficili – e forse impossibili – per i sistemi classici, segnalando che stiamo entrando in una nuova era di utilità per il calcolo quantistico.

"Uno degli obiettivi finali del calcolo quantistico è simulare componenti di materiali che i computer classici non hanno mai simulato in modo efficiente", ha affermato la società nel suo annuncio. “La modellazione di questi è un passo cruciale verso la capacità di affrontare sfide, come la progettazione di fertilizzanti più efficienti, la costruzione di batterie migliori e la creazione di nuovi farmaci. Ma i sistemi quantistici di oggi sono intrinsecamente rumorosi e producono un numero significativo di errori che ostacolano le prestazioni. Ciò è dovuto alla natura fragile dei bit quantistici o qubit e ai disturbi del loro ambiente. Blog di ricerca IBM.

IBM ha inoltre annunciato che i suoi sistemi IBM Quantum in esecuzione sia sul cloud che in loco presso le sedi dei partner saranno alimentati da un minimo di 127 qubit, per essere completati nel corso del prossimo anno.

Questi processori forniscono l'accesso a una potenza di calcolo sufficientemente grande da superare i metodi classici per determinate applicazioni e offriranno tempi di coerenza migliorati e tassi di errore inferiori rispetto ai precedenti sistemi quantistici IBM. Tali capacità possono essere combinate con tecniche di mitigazione degli errori in continuo progresso per consentire ai sistemi IBM Quantum di soddisfare una nuova soglia per il settore, che IBM ha definito "su scala di utilità", un punto in cui i computer quantistici potrebbero fungere da strumenti scientifici per esplorare un nuovo scala di problemi che i sistemi classici potrebbero non essere mai in grado di risolvere.

credito: IBM

"Mentre progrediamo nella nostra missione di portare l'informatica quantistica utile nel mondo, abbiamo solide prove delle pietre angolari necessarie per esplorare una classe completamente nuova di problemi computazionali", ha affermato Jay Gambetta, IBM Fellow e Vicepresidente, IBM Quantum. "Dotando i nostri sistemi IBM Quantum di processori in grado di scalare l'utilità, stiamo invitando i nostri clienti, partner e collaboratori a portare i loro problemi più difficili per esplorare i limiti dei sistemi quantistici di oggi e iniziare a estrarre valore reale".

IBM ha affermato che i suoi utenti quantistici saranno in grado di eseguire problemi su processori su larga scala superiori a 100 qubit. Gli oltre 2,000 partecipanti all'IBM Quantum Spring Challenge hanno avuto accesso a questi processori su larga scala mentre esploravano i circuiti dinamici, una tecnologia che semplifica l'esecuzione di algoritmi quantistici più avanzati.

IBM ha affermato che i gruppi di lavoro degli utenti di IBM Quantum stanno esplorando il quantum in:

  • Sanità e scienze della vita: guidate da organizzazioni come Cleveland Clinic e Moderna, stanno esplorando le applicazioni della chimica quantistica e dell'apprendimento automatico quantistico per sfide come la scoperta molecolare accelerata e i modelli di previsione del rischio per i pazienti.
  • Fisica delle alte energie: composto da istituti di ricerca come CERN e DESY, sta lavorando per identificare i calcoli quantistici più adatti, per aree come la modellazione della fusione.
  • Materiali: guidati dai team di Boeing, Bosch, The University of Chicago, Quercia Laboratorio nazionale della cresta, ExxonMobil e RIKEN, mirano a esplorare i metodi migliori per costruire flussi di lavoro per la simulazione dei materiali.
  • Ottimizzazione: finalizzato a stabilire una collaborazione tra istituzioni globali come E.ON, Wells Fargo e altri per esplorare questioni che progrediscono nell'identificazione dei problemi di ottimizzazione più adatti per il vantaggio quantistico nella sostenibilità e nella finanza.

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