Quantinuum Claims Quantum First – Nyhetsanalys av högpresterande datorer | inuti HPC

TOKYO, CAMBRIDGE, Storbritannien och BROOMFIELD, CO, 13 juli 2023 — Kvantdatorföretaget Quantinuum sa idag att det har blivit det första att simulera en kemisk molekyl genom att implementera en feltolerant algoritm på en kvantprocessor med hjälp av logiska qubits.

Detta viktiga steg mot att använda kvantdatorer för att påskynda molekylär upptäckt, med bättre modellering av kemiska system, minskar tiden för att generera kommersiellt och ekonomiskt värde.

Quantinuum-forskare, ledda från Japan, använde tre logiska qubits på Quantinuums H1 kvantdator för att beräkna grundtillståndsenergin för vätemolekylen (H2) med hjälp av en algoritm för tidiga feltoleranta enheter som kallas stokastisk kvantfasuppskattning.

Det är redan känt att många algoritmer som kan användas på dagens "NISQ"-era kvantdatorer inte kommer att skalas till större problem. Fasuppskattningstekniken som används i detta experiment med logiska kvantbitar har bättre potential att skala men är utmanande att implementera på dagens kvantdatorer eftersom den kräver mycket komplexa kretsar, som är benägna att misslyckas på grund av brus.

Dr Raj Hazra, VD för Kvantinuum, sa: "Dagens tillkännagivande vänder på en sida för kvantkemi på kvantdatorer, vilket för oss mot en era av tidig feltolerans. Denna prestation är ett bevis på engagemanget hos hård- och mjukvaruteamen på Quantinuum, som konsekvent visar sin förmåga att uppnå resultat i världsklass. Det gjordes möjligt tack vare H1 kvantdator som kombinerar högfientlig grindoperationer, allt-till-alla-anslutning och villkorad logik, med de verkligt världsledande algoritmerna, metoderna och felhanteringsteknikerna som erbjuds av vår InQuanto kemiplattform.”

I ett vetenskapligt förtryck, "Demonstrerar Bayesiansk kvantfasuppskattning med kvantfelsdetektering", teamet av vetenskapsmän ledda av Dr Kentaro Yamamoto rapporterar att de har övervunnit denna utmaning genom att skapa och använda logiska qubits som uppnåtts med en nyutvecklad feldetekteringskod designad för H-seriens kvanthårdvara*. Koden sparade kvantresurser genom att omedelbart kassera en beräkning om den upptäckte qubits som hade producerat fel under beräkningsprocessen.

I kombination med det låga bruset från H-seriens hårdvara och kapaciteten hos Quantinuum Software InQuanto kunde forskarna köra dessa komplexa kretsar för första gången, vilket ger mer exakta simuleringsresultat än de som uppnåddes utan feldetekteringskoden. Att skapa och använda logiska qubits med feldetektering är en förutsättning för den mer avancerade felkorrigeringen, som ger realtidsskydd för en kvantdator mot olika former av "brus".

Dr. Kentaro Yamamoto, seniorforskare vid Quantinuum, sa: "Att simulera vätemolekylen och få så bra resultat med en tidig feltolerant algoritm på logiska qubits är ett utmärkt experimentellt resultat och påminner oss om hur snabbt vi fortsätter att utvecklas. Detta resultat kan återspegla starten på ett nytt kapitel för kvantdatorproffs, där vi kan börja använda tidiga feltoleranta algoritmer på kortsiktiga enheter, med hjälp av alla de tekniker som i slutändan kommer att krävas för framtida storskalig kvantberäkning."

För vetenskapliga forskare och industriföretag inom sektorer som sjukvård, energi, fordon och tillverkning, som investerar mycket i forskning om framtida molekyler och material, innebär denna demonstration att tiden till användbar kvantberäkning fortsätter att närma sig.

Denna demonstration, som kördes på Quantinuums kvantdator System Model H1, Powered by Honeywell, kommer att integreras i framtida versioner av dess branschledande kvantberäkningskemiplattform, InQuanto, vilket gör det möjligt för industriföretag och akademiska forskare att utforska användningen av tidiga fel- toleranta algoritmer körs på kvantdatorer för material och molekylär modellering.