IBM Quantum poduzima sljedeći korak u nadilaženju klasičnog superračunalstva

IBM je najavio novo otkriće, objavljeno na naslovnici znanstvenog časopisa Nature. Po prvi put, tvrtka je pokazala da kvantna računala mogu proizvesti točne rezultate na ljestvici od 100+ qubita koji nadilaze vodeće klasične pristupe.

Jedan od krajnjih ciljeva kvantnog računalstva je simulacija komponenti materijala koje klasična računala nikada nisu učinkovito simulirala. Biti u mogućnosti to modelirati ključni je korak prema sposobnosti rješavanja izazova kao što su dizajniranje učinkovitijih gnojiva, izrada boljih baterija i stvaranje novih lijekova. Međutim, današnji kvantni sustavi inherentno su bučni i proizvode značajan broj pogrešaka koje ometaju rad. To je zbog krhke prirode kvantnih bitova ili kubita i smetnji iz njihove okoline.

U svom eksperimentu IBM-ov tim pokazuje da kvantno računalo može nadmašiti vodeće klasične simulacije učenjem i ublažavanjem grešaka u sustavu. Tim je koristio 'Eagle' kvantni procesor sastavljen od 127 supravodljivih kubita na čipu za generiranje velikih, zapetljanih stanja koja simuliraju dinamiku spinova u modelu materijala i točno predviđaju svojstva kao što je njegova magnetizacija.

Kako bi provjerili točnost ovog modeliranja, tim znanstvenika s UC Berkeleyja istovremeno je izveo ove simulacije na naprednim klasičnim računalima smještenim u Nacionalnom znanstvenom računskom centru za istraživanje energije (NERSC) Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley i Sveučilištu Purdue. Kako se skala modela povećavala, kvantno računalo nastavilo je davati točne rezultate uz pomoć naprednih tehnika za ublažavanje pogrešaka, čak i dok su klasične računalne metode na kraju posrnule i nisu odgovarale IBM Quantum sustavu.

"Ovo je prvi put da smo vidjeli da kvantna računala precizno modeliraju fizički sustav u prirodi izvan vodećih klasičnih pristupa", rekao je Darío Gil, viši potpredsjednik i direktor IBM-ovog istraživanja. "Za nas je ova prekretnica značajan korak u dokazivanju da su današnja kvantna računala sposobni, znanstveni alati koji se mogu koristiti za modeliranje problema koji su izuzetno teški – a možda i nemogući – za klasične sustave, signalizirajući da sada ulazimo u novu eru korisnosti za kvantno računalstvo."

Nakon ovog revolucionarnog rada, IBM također najavljuje da će njegove IBM Quantum sustave koji rade i u oblaku i na lokaciji partnera pokretati najmanje 127 qubita, što će biti dovršeno tijekom sljedeće godine. Ovi procesori omogućuju pristup dovoljno velikoj računskoj snazi da nadmaši klasične metode za određene aplikacije i ponudit će poboljšana vremena koherencije kao i niže stope pogrešaka u odnosu na prethodne IBM kvantne sustave. Takve se sposobnosti mogu kombinirati s tehnikama za ublažavanje pogrešaka koje neprestano napreduju kako bi se kvantnim sustavima omogućilo da dostignu novi prag za industriju.

Svi korisnici IBM Quantuma moći će pokretati probleme na pomoćnim procesorima većim od 100 qubita. Preko 2.000 sudionika u IBM Quantum Spring Challengeu imalo je pristup ovim procesorima uslužne veličine dok su istraživali dinamičke sklopove, tehnologiju koja olakšava pokretanje naprednijih kvantnih algoritama.