Algoritmi cuantici optimizați: avantaj la avantaj cuantic

Algoritmii cuantici optimizați reprezintă soluții pentru modelul Fermi-Hubbard în echipamente pe termen scurt.

Cercetătorii din Universitatea din Bristol iar începutul cuantic, Phasecraft, a avansat calcul cuantic cercetare, aducând calculul hibrid practic cuantic-clasic cu un pas mai aproape.

Echipa, condusă de cercetătorul Bristol și cofondator al Phasecraft, Dr. Ashley Montanaro a descoperit algoritmi și analize care reduc semnificativ capacitatea cuantică hardware necesară pentru rezolvarea problemelor care depășesc domeniul computerului clasic, chiar și supercomputerele.

În ziar, publicat în Revizuirea fizică B, echipa demonstrează modul în care algoritmii cuantici optimizați pot rezolva exemple ale infamului model Fermi-Hubbard în echipamente pe termen scurt.

Modelul Fermi-Hubbard are o importanță fundamentală în fizica materiei condensate ca model pentru materiale puternic legate și o modalitate de a înțelege superconductivitatea la temperaturi ridicate.

Găsirea stării fundamentale a modelului Fermi-Hubbard se prezice a fi una dintre primele aplicații cuantice pe termen scurt și una care oferă o modalitate de a înțelege și dezvolta noi materiale.

Performanța algoritmului de variație într-o simulare a zgomotului

Performanța algoritmilor de variație într-o simulare zgomotoasă. Credit: A. Montanaro

Dr. Ashley Montanaro, lider de cercetare și cofondator al Phasecraft: „Calculul cuantic are aplicații foarte importante în știința materialelor și în alte domenii. În ciuda marilor progrese realizate recent de hardware-ul cuantic, este posibil să avem încă câțiva ani de când avem software-ul și hardware-ul potrivit pentru a rezolva problemele semnificative legate de calculul cuantic. Cercetarea noastră se concentrează pe algoritmi și optimizări de software pentru a maximiza capacitatea hardware-ului cuantic și pentru a aduce calculul cuantic mai aproape de realitate.

„Hardware-ul cuantic pe termen scurt va avea dimensiunea și calculul limitat al dispozitivului. Phasecraft a aplicat noi idei teoretice și experimente numerice pentru a combina un studiu foarte cuprinzător asupra diferitelor strategii pentru rezolvarea modelului Fermi-Hubbard, reducând la zero strategiile care ar putea avea cele mai bune rezultate și impact în viitorul apropiat. “

Lana Mineh, doctorandă la Școala de Matematică și la Centrul de Formare Doctorală în Ingineria Cuantică, care a jucat un rol cheie în cercetare, a declarat: „Rezultatele sugerează că optimizarea circuitelor cuantice cu o adâncime a porții semnificativ mai mică de o mie poate să fie suficient pentru a rezolva cazurile modelului Fermi-Hubbard dincolo de capacitatea supercomputerelor actuale. Această nouă cercetare arată o promisiune semnificativă pentru producerea stării de bază a modelului în dispozitivele cuantice pe termen scurt, actualizând rezultatele cercetărilor anterioare cu aproximativ un factor de 10. “

Revizuirea fizică B, publicat de Societatea Americană de Fizică, este cel mai important jurnal specializat în fizica materiei condensate. Lucrarea de cercetare evaluată de colegi a fost, de asemenea, selectată ca sugestie a editorilor și să apară în revista Physics.

Clasament Google Sycamore Architecture Dome

Aspectarea domeniilor în arhitectura Google Sycamore. Credit: A. Montanaro

Andrew Childs, profesor la Departamentul de Informatică și la Institutul pentru Studii Avansate în Calculatoare de la Universitatea din Maryland: „Modelul Fermi-Hubbard este o provocare majoră în fizica materiei condensate și echipa Phasecraft a făcut pași impresionanți pentru a arăta cât de computerele o pot rezolva. Munca lor sugerează că circuitele surprinzător de reduse pot oferi informații utile despre acest model, făcându-l mai accesibil hardware-ului cuantic realist. “

Hartmut Neven, șeful Laboratorului de Inteligență Artificială Cuantică, Google: „Mai devreme sau mai târziu, vine calculul cuantic. Dezvoltarea algoritmilor și a tehnologiei pentru a împuternici primele aplicații comerciale ale dispozitivelor informatice timpurii este cea mai dificilă provocare cu care se confruntă acest domeniu, pe care puțini sunt dispuși să o asume. Suntem mândri să fim parteneri cu Phasecraft, o echipă care dezvoltă progrese în software-ul cuantic care poate scurta perioada de timp cu ani. “

Cofondator Phasecraft, Dr. Toby Cubitt: „La Phasecraft, echipa noastră de teoreticieni cuantici de vârf au cercetat și aplicat teoria cuantică de zeci de ani, conducând unele dintre echipele academice globale și cercetând în domeniu. “Astăzi, Ashley și echipa sa au demonstrat modalități de abordare a apariției unor noi oportunități care există dincolo de granițele tehnologice actuale.”

Phasecraft a încheiat o rundă record pentru o companie cuantică din Marea Britanie, cu finanțare de 3,7 milioane de la investitori din sectorul privat VC, condusă de LocalGlobe cu Episode1 împreună cu investitorii anteriori. Fostul fondator Songkick, Ian Hogarth, s-a alăturat și președintelui Phasecraft. Phasecraft a strâns anterior o rundă de 750 750.000 de pre-semințe condusă de UCL Technology Fund cu Parkwalk Advisors și London Co-Investment Fund și a câștigat mai multe subvenții facilitate de InnovateUK. Între finanțarea de capitaluri proprii și granturile de cercetare, Phasecraft a strâns peste 5,5 milioane.

Dr. Toby Cubitt: „Cu noi finanțări și suport, suntem capabili să continuăm cercetările noastre de pionierat și colaborările din industrie pentru a dezvolta industria calculelor cuantice și pentru a găsi aplicații utile mai repede.”

Referință: „Strategii pentru rezolvarea modelului Fermi-Hubbard în computerele cuantice pe termen scurt” de Chris Cade, Lana Mineh, Ashley Montanaro și Stasja Stanisic, 10 decembrie 2020, Revizuirea fizică B.
DOI: 10.1103 / PhysRevB.102.235122

Despre Phasecraft

De la fondarea sa în 2019, Phasecraft s-a impus ca lider emergent în cercetarea cuantică.

A fost început de către oamenii de știință cuantici de frunte, Dr. Toby Cubitt, Dr. Ashley Montanaro și prof. John Morton, care a petrecut zeci de ani conducând cele mai bune echipe de cercetare la UCL și la Universitatea din Bristol. Împreună au construit o echipă pentru a permite aplicații utile de calcul cuantic prin dezvoltarea algoritmilor de înaltă eficiență pentru a optimiza capacitățile hardware-ului cuantic pe termen scurt.

Phasecraft lucrează în parteneriat cu companii de conducere de dispozitive cuantice, inclusiv Google și Rigetti, lideri academici și din industrie, pentru a dezvolta software de înaltă performanță care evoluează calculul cuantic de la demonstrații experimentale la aplicații utile.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ingineria interfeței limită între materialele 2D și 3D

din David L. Chandler, Institutul de Tehnologie din Massachusetts 2 martie 2021 Aceste imagini ale „insulelor” atomilor de aur depuse într-un strat bidimensional de sulfură de...

Cipul microfluidic simplifică testarea COVID-19, oferă rezultate pe un telefon în 55 de minute sau mai puțin

Nanobeads programate sunt asociate cu un telefon mobil exterior și instrumentul de diagnosticare plug-in poate diagnostica COVID-19 în 55 de minute sau mai puțin,...

O mușcătură puternică, mortală, foarte rapidă a unei furnici Trap-maxilar

Micile schimbări de formă pot duce la inovații în funcție, arată un nou studiu. Cercetătorii au dezvăluit modul în care o capcană de furnici -...

Recenziile școlare parentale sunt legate de indicatorii demografici și rezultatele testelor, nu de performanța școlară

Comentariile părinților au reflectat diferențele dintre rasă și venituri în școlile publice de K-12. Prima analiză a comentariilor părinților despre școlile publice din K-12 din...

Un aisberg masiv – de 10 ori mai mare decât San Francisco – rupe raftul principal de gheață din Antarctica

Noile imagini radar captate de misiunea Copernicus Sentinel-1 arată o aisberg de 1.270 km² care se relaxează și se îndepărtează rapid de raftul de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.