IBM rapporterar exakt kvantum vid 100+ Qubits - Nyhetsanalys av högpresterande datorer | inuti HPC

IBM rapporterar exakt kvantum vid 100+ Qubits – Nyhetsanalys av högpresterande datorer | inuti HPC

Tidsstämpel: 14 juni 2023 1:21
Källnod: 2723858

IBM (NYSE: IBM) tillkännagav idag vad företaget sa är ett genombrott inom kvantberäkning, publicerat på omslaget till den vetenskapliga tidskriften Natur, som visar för första gången att kvantsystem kan ge exakta resultat i en skala av 100+ qubits r"vardera utöver ledande klassiska metoder."

En forskargrupp från IBM genomförde ett experiment som företaget menar att det är möjligt för en kvantdator att överträffa ledande klassiska simuleringar genom att lära sig och mildra fel i systemet, sa företaget. Teamet använde IBM Quantum 'Eagle' kvantprocessor som består av 127 supraledande qubits på ett chip för att generera stora, intrasslade tillstånd som simulerar dynamiken hos spinn i en materialmodell och exakt förutsäger egenskaper som dess magnetisering.

För att verifiera noggrannheten i denna modellering utförde ett team av forskare vid UC Berkeley samtidigt dessa simuleringar på avancerade klassiska datorer som finns vid Lawrence Berkeley National Labs National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) och Purdue University. När modellens skala ökade fortsatte kvantdatorn att ge korrekta resultat med hjälp av avancerade felreducerande tekniker, även medan de klassiska beräkningsmetoderna så småningom vacklade och inte matchade IBM Quantum-systemet.

"Det här är första gången vi har sett kvantdatorer exakt modellera ett fysiskt system i naturen bortom ledande klassiska tillvägagångssätt", säger Darío Gil, Senior Vice President och direktör för IBM Research. "För oss är denna milstolpe ett viktigt steg i att bevisa att dagens kvantdatorer är kapabla, vetenskapliga verktyg som kan användas för att modellera problem som är extremt svåra – och kanske omöjliga – för klassiska system, vilket signalerar att vi nu går in i en ny era nytta för kvantberäkning."

"Ett av de yttersta målen med kvantberäkning är att simulera komponenter av material som klassiska datorer aldrig effektivt har simulerat," sa företaget i sitt tillkännagivande. ”Att modellera dessa är ett avgörande steg mot förmågan att hantera utmaningar, som att designa effektivare gödselmedel, bygga bättre batterier och skapa nya mediciner. Men dagens kvantsystem är till sin natur bullriga och de producerar ett betydande antal fel som hämmar prestandan. Detta beror på den ömtåliga naturen hos kvantbitar eller qubitar och störningar från deras miljö.” Mer information om demonstrationen finns på IBM Research blogg.

IBM tillkännagav också att dess IBM Quantum-system som körs både i molnet och på plats på partnerplatser kommer att drivas av minst 127 qubits, som ska färdigställas under loppet av nästa år.

Dessa processorer ger tillgång till beräkningskraft som är tillräckligt stor för att överträffa klassiska metoder för vissa applikationer och kommer att erbjuda förbättrade koherenstider samt lägre felfrekvens jämfört med tidigare IBM-kvantsystem. Sådana förmågor kan kombineras med ständigt utvecklande tekniker för felreducering för att göra det möjligt för IBM Quantum-system att möta en ny tröskel för branschen, som IBM har kallat "nyttoskala", en punkt där kvantdatorer kan fungera som vetenskapliga verktyg för att utforska en ny omfattning av problem som klassiska system kanske aldrig kan lösa.

kredit: IBM

"När vi utvecklar vårt uppdrag att föra användbar kvantdator till världen, har vi solida bevis på de hörnstenar som behövs för att utforska en helt ny klass av beräkningsproblem," sa Jay Gambetta, IBM Fellow och Vice President, IBM Quantum. "Genom att utrusta våra IBM Quantum-system med processorer som kan skala, bjuder vi in ​​våra kunder, partners och samarbetspartners att ta med sina svåraste problem för att utforska gränserna för dagens kvantsystem och börja utvinna verkligt värde."

IBM sa att dess kvantanvändare kommer att kunna köra problem på processorer i verktygsskala som är större än 100 qubits. De över 2,000 XNUMX deltagarna i IBM Quantum Spring Challenge hade tillgång till dessa processorer i nyttoskala när de utforskade dynamiska kretsar, en teknik som gör det lättare att köra mer avancerade kvantalgoritmer.

IBM sa att arbetsgrupper av IBM Quantum-användare utforskar kvantum i:

  • Healthcare and Life Sciences: ledda av organisationer som Cleveland Clinic och Moderna, utforskar tillämpningar av kvantkemi och kvantmaskininlärning för utmaningar som accelererad molekylär upptäckt och modeller för förutsägelse av patientrisk.
  • Högenergifysik: består av forskningsinstitutioner som CERN och DESY, arbetar med att identifiera de bäst lämpade kvantberäkningarna för områden som fusionsmodellering.
  • Material: leds av teamen på Boeing, Bosch, The University of Chicago, Ek Ridge National Lab, ExxonMobil och RIKEN, syftar till att utforska de bästa metoderna för att bygga arbetsflöden för materialsimulering.
  • Optimering: syftar till att etablera samarbete mellan globala institutioner som E.ON, Wells Fargo och andra för att utforska frågor som framskrider identifieringen av optimeringsproblem som är bäst lämpade för kvantfördelar inom hållbarhet och finans.

Tidsstämpel:

Mer från Inuti HPC