Новий прорив в обчисленнях: вчені зробили квантові комп'ютери суперточними

Компанія Qunova Computing з Південної Кореї, що займається квантовими обчисленнями, стала першою, хто домігся "хімічної точності" на комерційному квантовому обчислювальному пристрої, використовуючи свій платформно-незалежний алгоритм. Про це повідомляє Interesting Engineering.

Хімічною точністю називають порогове значення в 1,6 мілліхартрі, що зумовлено тим, що квантові обчислювальні платформи мають, як і раніше, розглядатися як рішення для реальних хімічних застосувань.

Технологія квантових обчислень використовує квантові біти, або кубіти, для виконання обчислень, і компанії створюють комп'ютери з обмеженим числом кубітів для перевірки продуктивності обчислень.

Помилки легко посилюються в квантових комп'ютерах, створених наразі, і експерти називають це епохою Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ). Проте алгоритм Qunova, який отримав назву HiQVE, спрямований на те, щоб зробити ці квантові комп'ютери придатними для використання в реальних додатках шляхом підвищення їхньої точності.

На заході Quantum Korea 2024 компанія Qunova продемонструвала хімічну точність на серії квантових комп'ютерів, незалежно від технології їхньої платформи.

У першій демонстрації Qunova використовувала 20-кубітну машину IQM і продемонструвала свій алгоритм, виконавши оцінки енергії трьох різних геометрій сульфіду літію (Li2S) у прямому ефірі на заході.

До цього Qunova досягла точності в 0,1 мілліхартрі, використовуючи процесор IBM Quantum Eagle, який використовує 24 кубіти. Компанія також досягла аналогічної точності, використовуючи квантовий комп'ютер IBEX Q1, який використовує 20 кубітів і створений Alpine Quantum Technologies (AQT), що базується в Європейському Союзі.

IQM і IBM використовують надпровідну архітектуру transmon, тоді як AQT використовує захоплені іони для своєї квантової обчислювальної платформи. Це також демонструє, що алгоритм Qunova не залежить від платформи.

Симуляції, що використовуються на звичайних комп'ютерах, використовують Variational Quantum Eigensolvers (VQE) для виконання складних обчислень. Однак цей підхід може бути більш масштабованим і досягати хімічної точності на квантових комп'ютерах.

Інновація Qunova полягає у використанні спрощеної версії VQE, яку компанія називає Handover Iteration VQE або HiQVE. Його підхід був зосереджений на тому, щоб не переносити помилки з квантових обчислень, і виключав "вимірювання слів Паулі", які зазвичай використовують для вимірювання спіна кубітів уздовж різних осей.

Це дало змогу команді витягти тільки основні дані, пов'язані з орбіталями кожного кубіта, які потім були завантажені в класичний комп'ютер для швидкого розрахунку результату з більш високим рівнем точності.

Нагадаємо, група вчених під керівництвом Google представила нові докази того, що на сучасних квантових пристроях середнього масштабу можна запускати продуктивні схеми, недосяжні для класичних обчислювальних систем.

Також повідомлялося, що нова технологія вчених з Токійського університету може зробити обчислення швидшими. За їхніми словами, такі методи, як дифракційне лиття, можуть подолати різні проблеми, пов'язані з оптичними обчисленнями.