IBM raportuje dokładne obliczenia kwantowe przy ponad 100 kubitach — analiza wiadomości o obliczeniach o wysokiej wydajności | wewnątrzHPC

IBM raportuje dokładne dane kwantowe przy ponad 100 kubitach — analiza wiadomości o obliczeniach o wysokiej wydajności | wewnątrzHPC

Znacznik czasu: 14 czerwca 2023 1:21
Węzeł źródłowy: 2723858

IBM (NYSE: IBM) ogłosił dziś, co firma określiła jako przełom w obliczeniach kwantowych, opublikowany na okładce czasopisma naukowego Natura, pokazując po raz pierwszy, że systemy kwantowe mogą dawać dokładne wyniki w skali ponad 100 kubitów r „każdy wykraczający poza wiodące klasyczne podejścia”.

Zespół badawczy IBM przeprowadził eksperyment, który według firmy oznacza, że ​​komputer kwantowy może przewyższyć wiodące klasyczne symulacje poprzez uczenie się i łagodzenie błędów w systemie, podała firma. Zespół wykorzystał procesor kwantowy IBM Quantum „Eagle”, składający się ze 127 kubitów nadprzewodzących na chipie, aby wygenerować duże, splątane stany, które symulują dynamikę spinów w modelu materiału i dokładnie przewidują właściwości, takie jak jego namagnesowanie.

Aby zweryfikować dokładność tego modelowania, zespół naukowców z UC Berkeley przeprowadził jednocześnie te symulacje na zaawansowanych klasycznych komputerach znajdujących się w National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) Lawrence Berkeley National Lab oraz Purdue University. Wraz ze wzrostem skali modelu komputer kwantowy nadal uzyskiwał dokładne wyniki za pomocą zaawansowanych technik ograniczania błędów, nawet jeśli klasyczne metody obliczeniowe ostatecznie zawodziły i nie dorównywały systemowi IBM Quantum.

„Po raz pierwszy widzieliśmy, jak komputery kwantowe dokładnie modelują system fizyczny w przyrodzie, wykraczając poza wiodące klasyczne podejścia” — powiedział Darío Gil, starszy wiceprezes i dyrektor IBM Research. „Dla nas ten kamień milowy jest znaczącym krokiem w udowodnieniu, że dzisiejsze komputery kwantowe są zdolnymi narzędziami naukowymi, które można wykorzystać do modelowania problemów, które są niezwykle trudne – a być może niemożliwe – dla systemów klasycznych, sygnalizując, że wkraczamy teraz w nową erę użyteczności dla obliczeń kwantowych”.

„Jednym z ostatecznych celów obliczeń kwantowych jest symulowanie składników materiałów, których klasyczne komputery nigdy nie były w stanie skutecznie symulować” – podała firma w swoim oświadczeniu. „Modelowanie ich to kluczowy krok w kierunku możliwości sprostania wyzwaniom, takim jak projektowanie wydajniejszych nawozów, budowanie lepszych akumulatorów i tworzenie nowych leków. Ale dzisiejsze systemy kwantowe są z natury hałaśliwe i powodują znaczną liczbę błędów, które utrudniają wydajność. Wynika to z kruchości kwantowych bitów lub kubitów oraz zakłóceń z ich otoczenia.” Więcej informacji na temat demonstracji można znaleźć na stronie Blog IBM Research.

IBM ogłosił również, że jego systemy IBM Quantum działające zarówno w chmurze, jak i lokalnie w lokalizacjach partnerskich będą zasilane przez co najmniej 127 kubitów, co ma zostać ukończone w ciągu następnego roku.

Procesory te zapewniają dostęp do mocy obliczeniowej wystarczającej do przewyższenia klasycznych metod w niektórych zastosowaniach i oferują lepsze czasy koherencji, a także niższy poziom błędów w porównaniu z poprzednimi systemami kwantowymi IBM. Możliwości te można połączyć ze stale rozwijanymi technikami ograniczania błędów, aby umożliwić systemom IBM Quantum osiągnięcie w branży nowego progu, który IBM nazwał „skalą użytkową”, punktu, w którym komputery kwantowe mogą służyć jako narzędzia naukowe do badania nowych skali problemów, których klasyczne systemy mogą nigdy nie być w stanie rozwiązać.

kredyt: IBM

„W miarę postępów w naszej misji dostarczenia światu użytecznych obliczeń kwantowych, mamy solidne dowody na istnienie podstaw potrzebnych do zbadania zupełnie nowej klasy problemów obliczeniowych” — powiedział Jaya Gambetty, członek IBM i wiceprezes IBM Quantum. „Wyposażając nasze systemy IBM Quantum w procesory zdolne do skalowania użytkowego, zapraszamy naszych klientów, partnerów i współpracowników do przedstawienia swoich najtrudniejszych problemów w celu zbadania ograniczeń dzisiejszych systemów kwantowych i rozpoczęcia wydobywania prawdziwej wartości”.

IBM powiedział, że jego użytkownicy kwantowi będą mogli uruchamiać problemy na procesorach o skali użytkowej większych niż 100 kubitów. Ponad 2,000 uczestników IBM Quantum Spring Challenge miało dostęp do tych procesorów na skalę przemysłową, gdy badali obwody dynamiczne, technologię ułatwiającą uruchamianie bardziej zaawansowanych algorytmów kwantowych.

IBM powiedział, że grupy robocze użytkowników IBM Quantum badają kwant w:

  • Opieka zdrowotna i nauki przyrodnicze: prowadzone przez organizacje takie jak Cleveland Clinic i Moderna badają zastosowania chemii kwantowej i kwantowego uczenia maszynowego w takich wyzwaniach, jak przyspieszone odkrywanie molekularne i modele przewidywania ryzyka pacjentów.
  • Fizyka Wysokich Energii: złożona z instytucji badawczych, takich jak CERN i DESY, pracuje nad określeniem najbardziej odpowiednich obliczeń kwantowych w obszarach takich jak modelowanie syntezy jądrowej.
  • Materiały: opracowane przez zespoły z firm Boeing, Bosch, The University of Chicago, Dąb Narodowe Laboratorium Ridge'a, ExxonMobil i RIKEN mają na celu zbadanie najlepszych metod tworzenia przepływów pracy do symulacji materiałów.
  • Optymalizacja: mająca na celu nawiązanie współpracy między globalnymi instytucjami, takimi jak E.ON, Wells Fargo i inne, w celu zbadania kwestii, które posuwają naprzód identyfikację problemów optymalizacyjnych najlepiej nadających się do uzyskania przewagi kwantowej w zakresie zrównoważonego rozwoju i finansów.

Znak czasu:

Więcej z Wewnątrz HPC