Helsinki und Yorktown, Virginia, 4. Dezember 2023: Algorithmiq, ein Scale-up-Unternehmen, das Quantenalgorithmen für die Biowissenschaften entwickelt, gab bekannt, dass es eines der bislang größten Fehlerminderungsexperimente auf IBM-Hardware durchgeführt hat. Das Unternehmen sagte, dass dies Algorithmiq und IBM in die Lage versetzt, den Quantennutzen für reale Anwendungsfälle zu erreichen.

Das Experiment wurde mit den Fehlerminderungsalgorithmen von Algorithmiq auf dem IBM Nazca, dem 127-Qubit-Eagle-Prozessor, durchgeführt, wobei 50 aktive Qubits x 98 Schichten von CNOTS und somit insgesamt 2402 CNOTS-Gates verwendet wurden. Dieser bedeutende Meilenstein für die Branche ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen den beiden Teams, die sich im Jahr 2022 mit der Absicht zusammenschlossen, Quantenvorteile zu erzielen Chemie.

Quantencomputer weisen im Betrieb immer noch hohe Fehlerquoten auf, die einer sinnvollen groß angelegten Berechnung auf der Hardware im Wege stehen. Derzeit besteht eine der größten Herausforderungen im Quantencomputing darin, dieses Rauschen bei der Ausführung zu überwinden. Fehlerminderungstechniken sollen die Ausführung von Algorithmen bei Fehlern ermöglichen. Sie werden jedoch in der Regel sehr laufzeitineffizient, wenn die Problemgröße und die Qubit-Anzahl zunehmen. Skalierbare Fehlerminderung ist das Herzstück der Arzneimittelforschungsplattform Aurora von Algorithmiq und genau das, was auf der Bühne des mit Spannung erwarteten jährlichen Quantum Summit von IBM validiert wurde – einer jährlichen Veranstaltung, bei der IBM präsentiert seinen Kunden und engen Partnern die neuesten Fortschritte im Quantenbereich und enthüllt die Roadmap für die Hardware-Entwicklung für das nächste Jahr.

Die Ergebnisse wurden mit erhalten AlgorithmusDie proprietären Techniken der Tensor Network Error Mitigation (TEM) wurden auf ein Experiment angewendet, das in Zusammenarbeit mit Ivano Tavernellis Team bei IBM Zürich durchgeführt und in Zusammenarbeit mit John Goolds Gruppe am Trinity College Dublin entwickelt wurde. Die leistungsstarke Technik reduzierte das Rauschen vollständig, selbst wenn die Tiefe der Schaltung zunahm, ein Bereich, bei dem die besten Fehlerminderungsmethoden normalerweise nicht funktionieren würden, und stellte das Quantensignal praktisch aus dem Nichts (bei einem Wert nahe 0) wieder her.

Die Methoden von Algorithmiq sind in der Lage, das Signal in Regimen wiederherzustellen, in denen einige der bisherigen Fehlerminderungsmethoden mit erheblichen Verbesserungen im Hinblick auf den Messaufwand zu kämpfen hatten, was sich in deutlich schnelleren Berechnungen innerhalb von Stunden statt mehreren zehn Jahren niederschlägt.

Die Auswirkungen dieser Experimente bilden die notwendigen Grundlagen für die Anwendung der Quantenberechnung im großen Maßstab, die auf dem Weg zum Zeitalter der Fehlertoleranz relevant bleiben wird.

Professor Sabrina Maniscalco, Mitbegründerin und CEO von Algorithmiq, sagte: „Es ist eine große Ehre, diesen erfolgreichen Meilenstein gemeinsam mit dem IBM-Team auf dem IBM Summit zu präsentieren.“ Der heutige Tag ist eine weitere Bestätigung dafür, dass die Kerntechniken zur Fehlerminderung von Algorithmiq leistungsstark sind und groß angelegte Experimente zu spezifischen Anwendungsfällen ermöglichen werden, die uns weit in die Ära der Quantennutzung für echte kommerzielle Anwendungen führen werden. Als Professor habe ich über 20 Jahre meines Lebens der Erforschung verrauschter Quantensysteme gewidmet und hätte nie gedacht, dass diese Art von Experiment so bald möglich sein würde. Natürlich bin ich äußerst gespannt auf die Ziele, die wir uns für 2024 gesetzt haben. Die heutigen Ergebnisse sind erst der Anfang!“

Nach der Ankündigung der Fehlerminderungstechnik war Sabrina Maniscalco, CEO und Mitbegründerin von Algorithmiq, erneut auf der Bühne, um weitere wichtige Errungenschaften der neuesten veröffentlichten Ergebnisse des Teams vorzustellen, diesmal mit AstraZeneca, IBM und dem Hartree Center zu einem neuartigen Ansatz Geeignet zur Untersuchung von Protonentransferreaktionen, bei denen sowohl Elektronen als auch Kerne mit der gleichen Quantenmechanik behandelt werden. Durch die Kombination von Letzterem mit den an die Hardware angepassten Fermion-zu-Qubit-Mapping- und Kompilierungsalgorithmen von Algorithmiq wurden die Anforderungen an die Quantenhardware im Vergleich zu bestehenden Methoden drastisch reduziert (wir haben eine Reduzierung der Anzahl verrauschter Operationen um bis zu 54 % beobachtet) und den Grundstein für die erste Hardware gelegt Experimente.

Guillermo García-Pérez, CSO und Mitbegründer von Algorithmiq: „Die Bedeutung dieser Ergebnisse zeigt die Leistungsfähigkeit unseres Schlüsselfaktors: informativ vollständige Messungen, die in Kombination mit erstklassiger Hardware das Sprungbrett für jede skalierbare Quantensimulation sind.“ Grundlage für jede sinnvolle Anwendung.“

Um Algorithmiqs Führungsposition im Bereich Quantenchemie-Software zu festigen, kündigte IBM in seinem neuesten Blog an, dass das Startup der neue Eigentümer von werden werde QisKit Naturcode, IBMs hoch kuratierte Quanten-Community für Chemie. Diese Nachricht ist Teil einer Reihe von Änderungen am Qiskit-Ökosystem, bei denen externe Partner zur Pflege der Repositories eingeladen werden und den Communities eine größere Rolle bei der Entwicklung von Algorithmen und Anwendungen eingeräumt werden sollen.

Matteo Rossi, CTO und Mitbegründer von Algorithmiq, kommentierte: „Wir freuen uns, die vertrauenswürdigen neuen Code-Eigentümer von Qiskit Nature zu sein. Mit der Expertise unseres Teams in modernsten Methoden der Quantenchemie und des Quantencomputings und durch die enge Zusammenarbeit mit der Community wollen wir Software entwickeln, die Forscher und Unternehmen in die Lage versetzt, die tiefgreifenden Herausforderungen der Quantensimulation in den Naturwissenschaften zu bewältigen .“

Der neuartige Messansatz von Algorithmiq in Kombination mit seinen hochmodernen chemischen Methoden hat es dem Team ermöglicht, bis zu 4.25 Millionen US-Dollar aus dem Wellcome Leap zu sichern, um gemeinsam mit seinen Partnern neue Photonen-Arzneimittelinteraktionen in der Krebsprävention und -behandlung zu entwickeln. IBM und Cleveland Clinic.

Weitere Informationen zu den neuesten Experimenten, die auf dem IBM Summit vorgestellt wurden, wurden in einem Blog von Algorithmiq veröffentlicht hier und TEM-Papier im arxiv hier.

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• Quelle: https://insidehpc.com/2023/12/algorithmiq-in-quantum-utility-path-demonstration-with-ibm-quantum/