Helsinki e Yorktown, Virginia, 4 dicembre 2023: Algorithmiq, una scaleup che sviluppa algoritmi quantistici per le scienze della vita, ha affermato di aver eseguito uno degli esperimenti di mitigazione degli errori su larga scala fino ad oggi sull'hardware IBM. La società ha affermato che ciò consente ad Algorithmiq e IBM di raggiungere l’utilità quantistica per casi d’uso nel mondo reale.

L'esperimento è stato eseguito con gli algoritmi di mitigazione degli errori di Algorithmiq su IBM Nazca, il processore Eagle da 127 qubit, utilizzando 50 qubit attivi x 98 strati di CNOTS e quindi un totale di 2402 porte CNOTS. Questa pietra miliare significativa per il settore è il risultato di una collaborazione tra i due team, che hanno unito le forze nel 2022 con l’intento di ottenere un vantaggio quantico per chimica.

I computer quantistici, quando utilizzati, presentano ancora elevati livelli di errori che impediscono l’esecuzione di calcoli significativi su larga scala sull’hardware. Attualmente, una delle maggiori sfide nell’informatica quantistica è superare questo rumore nell’esecuzione. Le tecniche di mitigazione degli errori sono progettate per consentire l'esecuzione di algoritmi in presenza di errori. Tuttavia, in genere diventano molto inefficienti in termini di runtime man mano che aumentano le dimensioni del problema e il numero di qubit. La mitigazione scalabile degli errori è al centro della piattaforma di scoperta farmaceutica di Algorithmiq, Aurora, ed è esattamente ciò che è stato convalidato sul palco del più atteso Quantum Summit annuale di IBM, un evento annuale in cui IBM presenta ai propri clienti e ai partner più stretti gli ultimi progressi nello spazio quantistico e rivela la roadmap di sviluppo hardware del prossimo anno.

I risultati sono stati ottenuti utilizzando AlgoritmoLe tecniche proprietarie Tensor Network Error Mitigation (TEM) di sono state applicate a un esperimento condotto in collaborazione con il team di Ivano Tavernelli presso IBM Zurigo e progettato insieme al gruppo di John Goold presso il Trinity College di Dublino. La potente tecnica ha mitigato completamente il rumore anche all’aumentare della profondità del circuito, un regime in cui i migliori metodi di mitigazione degli errori di solito non riuscirebbero a funzionare e ha recuperato il segnale quantistico praticamente dal nulla (a un valore vicino allo 0).

I metodi di Algorithmiq sono in grado di recuperare il segnale in regimi in cui alcuni dei precedenti metodi di mitigazione degli errori faticavano a ottenere miglioramenti significativi in ​​termini di spese generali di misurazione, il che si traduce in calcoli molto più rapidi in poche ore invece che in decine di anni.

L’impatto di questi esperimenti crea le basi necessarie per l’applicazione del calcolo quantistico su larga scala che rimarrà rilevante lungo il percorso verso l’era della tolleranza ai guasti.

La professoressa Sabrina Maniscalco, co-fondatrice e CEO di Algorithmiq, ha affermato: “È un grande onore presentare questo traguardo di successo con il team IBM all'IBM Summit. La giornata di oggi rappresenta un’ulteriore conferma del fatto che le principali tecniche di mitigazione degli errori di Algorithmiq sono potenti e consentiranno esperimenti su larga scala su casi d’uso specifici, portandoci nell’era dell’utilità quantistica per applicazioni commerciali reali. Ho dedicato oltre 20 anni della mia vita allo studio dei sistemi quantistici rumorosi, come Professore, e non avrei mai pensato che questo tipo di esperimenti sarebbero stati possibili così presto. Inutile dire che sono estremamente entusiasta degli obiettivi che ci siamo prefissati per il 2024. I risultati di oggi sono solo l’inizio!”

Dopo l'annuncio della tecnica di mitigazione degli errori, Sabrina Maniscalco, CEO e co-fondatrice di Algorithmiq, è tornata sul palco per presentare ulteriori risultati chiave derivanti dagli ultimi risultati pubblicati dal team, questa volta con AstraZeneca, IBM e l'Hartree Center con un approccio innovativo adatto per studiare reazioni di trasferimento di protoni che trattano sia gli elettroni che i nuclei con la stessa meccanica quantistica. La combinazione di quest'ultimo con gli algoritmi di mappatura fermione-qubit adattati via hardware di Algorithmiq e gli algoritmi di compilazione hanno ridotto drasticamente i requisiti hardware quantistici rispetto ai metodi esistenti (abbiamo osservato una riduzione fino al 54% del numero di operazioni rumorose) e hanno gettato le basi per il primo hardware esperimenti.

Guillermo García-Pérez, CSO e co-fondatore di Algorithmiq: “L’importanza di questi risultati dimostra la potenza del nostro abilitatore chiave, misurazioni complete dal punto di vista informativo che, se combinate con l’hardware migliore della categoria, rappresentano il trampolino di lancio verso qualsiasi simulazione quantistica scalabile e il base per qualsiasi applicazione significativa."

Per consolidare la leadership di Algorithmiq nello spazio dei software di chimica quantistica, IBM ha annunciato nel suo ultimo blog che la startup sarebbe diventata la nuova proprietaria di Qiskit Codice natura, la comunità quantistica altamente curata di IBM per la chimica. Questa notizia fa parte di una serie di modifiche all’ecosistema Qiskit, accogliendo partner esterni per mantenere i repository e per fornire alle comunità un ruolo maggiore nello sviluppo di algoritmi e applicazioni.

Matteo Rossi, CTO e co-fondatore di Algorithmiq ha commentato: “Siamo entusiasti di essere i nuovi fidati proprietari del codice di Qiskit Nature. Grazie all'esperienza del nostro team nei metodi all'avanguardia della chimica quantistica e dell'informatica quantistica e collaborando a stretto contatto con la comunità, miriamo a sviluppare un software che consenta a ricercatori e aziende di affrontare le profonde sfide della simulazione quantistica future nelle scienze naturali .”

Il nuovo approccio di misurazione di Algorithmiq combinato con i suoi metodi chimici all'avanguardia hanno consentito al team di ottenere fino a 4.25 milioni di dollari dal Wellcome Leap per progettare nuove interazioni farmacologiche fotoniche nella prevenzione e nel trattamento del cancro insieme ai loro partner, IBM e Cleveland Clinic.

Maggiori informazioni sugli ultimi esperimenti presentati al Summit IBM sono state pubblicate in un blog di Algorithmiq qui e documento TEM nell'arxiv qui.

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