Новый прорыв в вычислениях: ученые сделали квантовые компьютеры суперточными

Компания Qunova Computing из Южной Кореи, занимающаяся квантовыми вычислениями, стала первой, кто добился "химической точности" на коммерческом квантовом вычислительном устройстве, используя свой платформенно-независимый алгоритм. Об этом сообщает Interesting Engineering.

Химической точностью называют пороговое значение в 1,6 миллихартри, что обусловлено тем, что квантовые вычислительные платформы должны по-прежнему рассматриваться как решения для реальных химических приложений.

Технология квантовых вычислений использует квантовые биты, или кубиты, для выполнения вычислений, и компании создают компьютеры с ограниченным числом кубитов для проверки производительности вычислений.

Ошибки легко усугубляются в квантовых компьютерах, созданных на сегодняшний день, и эксперты называют это эпохой Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ). Тем не менее, алгоритм Qunova, получивший название HiQVE, направлен на то, чтобы сделать эти квантовые компьютеры пригодными для использования в реальных приложениях за счет повышения их точности.

На мероприятии Quantum Korea 2024 компания Qunova продемонстрировала химическую точность на серии квантовых компьютеров, независимо от технологии их платформы.

В первой демонстрации Qunova использовала 20-кубитную машину IQM и продемонстрировала свой алгоритм, выполнив оценки энергии трех различных геометрий сульфида лития (Li2S) в прямом эфире на мероприятии.

До этого Qunova достигла точности в 0,1 миллихартри, используя процессор IBM Quantum Eagle, который использует 24 кубита. Компания также достигла аналогичной точности, используя квантовый компьютер IBEX Q1, который использует 20 кубитов и создан Alpine Quantum Technologies (AQT), базирующейся в Европейском Союзе.

IQM и IBM используют сверхпроводящую архитектуру transmon, в то время как AQT использует захваченные ионы для своей квантовой вычислительной платформы. Это также демонстрирует, что алгоритм Qunova не зависит от платформы.

Симуляции, используемые на обычных компьютерах, используют Variational Quantum Eigensolvers (VQE) для выполнения сложных вычислений. Однако этот подход может быть более масштабируемым и достигать химической точности на квантовых компьютерах.

Инновация Qunova заключается в использовании упрощенной версии VQE, которую компания называет Handover Iteration VQE или HiQVE. Его подход был сосредоточен на том, чтобы не переносить ошибки из квантовых вычислений, и исключал "измерения слов Паули", обычно используемые для измерения спина кубитов вдоль разных осей.

Это позволило команде извлечь только основные данные, связанные с орбиталями каждого кубита, которые затем были загружены в классический компьютер для быстрого расчета результата с более высоким уровнем точности.

Напомни, группа ученых под руководством Google представила новые доказательства того, что на современных квантовых устройствах среднего масштаба можно запускать производительные схемы, недостижимые для классических вычислительных систем.

Также сообщалось, что новая технология ученых из Токийского университета может сделать вычисления быстрее. По их словам, такие методы, как дифракционное литье, могут преодолеть различные проблемы, связанные с оптическими вычислениями.