Microsoft и Quantinuum заявляют, что добились значительного прогресса в квантовых вычислениях благодаря совместному проекту Azure Quantum.
По словам компаний, им удалось разработать новое поколение высоконадежных логических кубитов, которые необходимы для практического применения квантовых вычислений.
Несколько месяцев назад Microsoft и Quantinuum стали пионерами в разработке высоконадежных логических кубитов, применив систему виртуализации кубитов Microsoft к кубитам с ионными ловушками Quantinuum серии H.
Лазурный Квант
Первоначально компаниям удалось произвести четыре логических кубита из 30 физических кубитов. Уровень логических ошибок в производстве был в 800 раз выше, чем уровень физических ошибок. Хотя Microsoft считала это достижение впечатляющим, она продолжала расширять свои границы, и это принесло свои плоды.
Теперь сотрудничество расширилось, что привело к созданию 12 логических кубитов из 56 физических кубитов на машине Quantinuum H2, демонстрирующей замечательную точность 99,8% в двухкубитных операциях.
Команды продемонстрировали запутанность этих логических кубитов в сложной структуре, известной как состояние Гринбергера-Хорна-Цайлингера (GHZ), которая более сложна, чем предыдущие приготовления состояния Белла. Эта запутанность привела к тому, что частота ошибок схемы составила 0,0011, что значительно ниже, чем частота ошибок физического кубита, равная 0,024. Такие достижения не только подчеркивают потенциал более глубоких квантовых вычислений, но и открывают путь к отказоустойчивым квантовым вычислениям, что является важным шагом на пути к реализации всего потенциала квантовых технологий.
Сотрудничество между Microsoft и Quantinuum также является важной вехой в применении квантовых вычислений для решения реальных задач, особенно в области химии. Объединив логические кубиты с искусственным интеллектом (ИИ) и облачными высокопроизводительными вычислениями (HPC), они успешно решили сложную научную проблему оценки энергии основного состояния ключевого каталитического промежуточного продукта.
Процесс начался с определения активного пространства катализатора посредством моделирования HPC. Затем логические кубиты использовались для моделирования квантового поведения активного пространства. Результаты измерений этого моделирования затем использовались для обучения модели искусственного интеллекта, которая в конечном итоге предоставила точную оценку энергии основного состояния. Этот сквозной рабочий процесс представляет собой первый пример объединения квантовых вычислений, высокопроизводительных вычислений и искусственного интеллекта для решения научной проблемы и демонстрирует практическую полезность квантовых технологий.
Хотя текущие результаты еще не представляют собой полного научного квантового преимущества, определяемого как способность квантовых компьютеров решать проблемы, выходящие за рамки возможностей классических компьютеров, они показывают потенциал квантовых систем превосходить классические методы в определенных сценариях. Гибридный подход, использованный в этом исследовании, показывает, как квантовые компьютеры могут повысить точность химических расчетов, особенно при решении сложных задач, которые бросают вызов классическим системам.
Успешная демонстрация этого гибридного рабочего процесса не только подчеркивает возможности логических кубитов, но и подчеркивает важность интеграции квантовых вычислений с другими передовыми технологиями. Объединив сильные стороны квантовых технологий, искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений, исследователи могут разрабатывать инновационные решения насущных научных проблем.
Платформа Azure Quantum служит центральным узлом, где объединяются квантовые вычисления, искусственный интеллект и высокопроизводительные вычисления (HPC). Эта экосистема призвана обеспечить беспрепятственное взаимодействие между различными аппаратными архитектурами и позволить исследователям использовать сильные стороны каждой технологии. Объединив квантовые возможности с искусственным интеллектом, исследователи могут использовать алгоритмы машинного обучения для анализа огромных наборов данных и получения значимой информации, что значительно ускоряет процесс исследований и разработок.
Заглядывая в будущее, Microsoft заявляет, что продолжит развивать свою платформу Azure Quantum для поддержки различных архитектур кубитов, включая кубиты нейтрального атома и топологические кубиты. Интеграция этих различных технологий направлена на повышение надежности и масштабируемости квантовых вычислений, что в конечном итоге приведет к разработке систем, способных решить некоторые из самых серьезных мировых проблем.
«Способность наших систем утроить количество логических кубитов, в то время как количество физических кубитов менее чем в два раза увеличивается с 30 до 56 физических кубитов, является свидетельством высокой точности и широких возможностей подключения нашего оборудования с захваченными ионами серии H. «, — сказал Раджиб Хазра, генеральный директор Quantinuum.
«Наше нынешнее оборудование H2-1 в сочетании с системой виртуализации Microsoft Qubit позволяет нам и нашим клиентам полностью использовать надежные квантовые вычисления уровня 2. Это мощное сотрудничество в сочетании с передовыми инструментами искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений, доступными через Azure Quantum».
Больше от TechRadar Pro
