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IBM Quantum을 사용한 양자 유틸리티 경로 시연의 알고리즘 – 고성능 컴퓨팅 뉴스 분석 | HPC 내부

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4년 2023월 XNUMX일, 버지니아주 헬싱키 및 요크타운: 생명 과학용 양자 알고리즘을 개발하는 확장 기업인 Algorithmiq은 IBM 하드웨어에서 현재까지 최대 규모의 오류 완화 실험 중 하나를 실행했다고 밝혔습니다. 회사는 이를 통해 Algorithmiq과 IBM이 실제 사용 사례에 대한 양자 유틸리티에 도달할 수 있게 되었다고 말했습니다.

실험은 127개의 활성 큐비트 x 50개의 CNOTS 레이어를 사용하여 총 98개의 CNOTS 게이트를 사용하는 2402 큐비트 Eagle 프로세서인 IBM Nazca에서 Algorithmiq의 오류 완화 알고리즘을 사용하여 실행되었습니다. 이 분야의 중요한 이정표는 양자 이점을 달성하려는 의도로 2022년에 힘을 합친 두 팀 간의 협력의 결과입니다. 화학.

양자 컴퓨터는 작동 시 하드웨어에서 의미 있는 대규모 계산을 수행하는 데 방해가 되는 높은 수준의 오류를 여전히 가지고 있습니다. 현재 양자컴퓨팅의 가장 큰 과제 중 하나는 실행 시 이러한 노이즈를 극복하는 것입니다. 오류 완화 기술은 오류가 있는 경우 알고리즘을 실행할 수 있도록 설계되었습니다. 그러나 일반적으로 문제 크기와 큐비트 수가 증가함에 따라 런타임이 매우 비효율적입니다. 확장 가능한 오류 완화는 Algorithmiq의 신약 발견 플랫폼인 Aurora의 핵심이며 IBM의 가장 기대되는 연례 Quantum Summit 무대에서 검증된 것입니다. IBM 고객과 가까운 파트너에게 양자 공간의 최신 발전을 보여주고 내년의 하드웨어 개발 로드맵을 공개합니다.

결과는 다음을 사용하여 얻었습니다. 알고리즘IBM Zurich의 Ivano Tavernelli 팀과 협력하여 수행되고 Trinity College Dublin의 John Goold 그룹과 함께 설계한 실험에 적용된 의 독점 Tensor Network Error Mitigation(TEM) 기술입니다. 이 강력한 기술은 회로의 깊이가 증가하더라도 잡음을 완전히 완화했으며, 이는 최상의 오류 완화 방법이 일반적으로 작동하지 않고 실질적으로 아무것도 없는 상태(0에 가까운 값)에서 양자 신호를 복구하는 방식이었습니다.

Algorithmiq의 방법은 이전 오류 완화 방법 중 일부가 측정 오버헤드 측면에서 상당한 개선으로 어려움을 겪던 체제에서 신호를 복구할 수 있으며, 이는 수십 년이 아닌 몇 시간 내에 훨씬 빠른 계산으로 변환됩니다.

이러한 실험의 영향은 내결함성 시대로 가는 길을 따라 계속 관련성을 유지할 대규모 양자 계산 적용에 필요한 기반을 구축합니다.

Algorithmiq의 공동 창립자이자 CEO인 Sabrina Maniscalco 교수는 “IBM Summit에서 IBM 팀과 함께 이러한 성공적인 이정표를 발표하게 되어 큰 영광입니다. 오늘은 Algorithmiq의 핵심 오류 완화 기술이 강력하고 실제 상용 애플리케이션을 위한 양자 유틸리티 시대로 이끄는 특정 사용 사례에 대한 대규모 실험을 가능하게 한다는 추가 검증을 나타냅니다. 나는 교수로서 시끄러운 양자 시스템 연구에 20년 넘게 내 인생을 바쳤지만 이런 유형의 실험이 이렇게 빨리 가능할 것이라고는 전혀 생각하지 못했습니다. 말할 필요도 없이, 저는 우리가 2024년을 위해 스스로 세운 목표에 대해 매우 기대하고 있습니다. 오늘의 결과는 단지 시작에 불과합니다!”

오류 완화 기술 발표에 이어 Algorithmiq의 CEO이자 공동 창립자인 Sabrina Maniscalco는 무대에 다시 올라 팀의 최신 발표 결과에 따른 추가 주요 성과를 발표했습니다. 이번에는 AstraZeneca, IBM 및 Hartree Center와 함께 새로운 접근 방식을 사용했습니다. 동일한 양자 역학으로 전자와 핵을 모두 처리하는 양성자 전달 반응을 연구하는 데 적합합니다. 후자를 Algorithmiq의 하드웨어에 적응된 페르미온-큐비트 매핑 및 컴파일 알고리즘과 결합하면 기존 방법에 비해 양자 하드웨어 요구 사항이 대폭 줄어들고(노이즈 작업 수가 최대 54% 감소하는 것을 관찰했습니다) 첫 번째 하드웨어의 기반을 마련했습니다. 실험.

Algorithmiq의 CSO이자 공동 창립자인 Guillermo García-Pérez는 다음과 같이 말했습니다. “이러한 결과의 중요성은 동급 최고의 하드웨어와 결합될 때 확장 가능한 양자 시뮬레이션과 의미 있는 적용을 위한 기초입니다.”

양자 화학 소프트웨어 분야에서 Algorithmiq의 선두를 확고히 하기 위해 IBM은 최신 블로그를 통해 이 스타트업이 양자 화학 소프트웨어 분야의 새로운 소유자가 될 것이라고 발표했습니다. 키스키트 자연 코드, IBM의 고도로 선별된 화학 양자 커뮤니티입니다. 이 소식은 키스킷 생태계에 대한 일련의 변화의 일환으로, 리포지토리를 유지 관리하고 알고리즘 및 애플리케이션 개발에서 커뮤니티에 더 큰 역할을 제공하는 외부 파트너를 환영합니다.

Algorithmiq의 CTO이자 공동 창립자인 Matteo Rossi는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 Qiskit Nature의 신뢰할 수 있는 새로운 코드 소유자가 되어 기쁩니다. 양자 화학 및 양자 컴퓨팅의 최첨단 방법에 대한 우리 팀의 전문 지식과 커뮤니티와의 긴밀한 협력을 통해 우리는 연구원과 기업이 자연 과학에서 앞으로 직면할 심오한 양자 시뮬레이션 문제를 해결할 수 있도록 지원하는 소프트웨어를 개발하는 것을 목표로 합니다. .”

최첨단 화학 방법과 결합된 Algorithmiq의 새로운 측정 접근 방식을 통해 팀은 Wellcome Leap에서 최대 4.25만 달러를 확보하여 파트너와 함께 암 예방 및 치료에서 새로운 광자 약물 상호 작용을 설계할 수 있었습니다. IBM과 클리블랜드 클리닉.

IBM Summit에서 발표된 최신 실험에 대한 자세한 내용은 Algorithmiq의 블로그에 게시되었습니다. 여기에서 지금 확인해 보세요. 및 arxiv의 TEM 논문 여기에서 지금 확인해 보세요..

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