Компании Microsoft и Quantinuum сотрудничают над разработкой нового поколения логических кубитов, что значительно продвигает квантовые вычисления ближе к практическому применению. Их проект Azure Quantum может изменить подход к решению сложных научных задач.
Недавно компании достигли значительного прогресса, создав 12 логических кубитов из 56 физических на своем устройстве H2. Этот результат стал возможен благодаря применению системы виртуализации кубитов от Microsoft к кубитам ионной ловушки, разработанным Quantinuum. Успешное создание логических кубитов с коэффициентом ошибок всего 0,0011 в двухкубитных операциях подтверждает, что новые технологии обеспечивают надежность и точность.
Важным моментом стало запутывание логических кубитов в сложном состоянии Гринбергера-Хорна-Цайлингера (GHZ), что представляет собой более сложный процесс по сравнению с состояниями Белла. Это достижение не только подчеркивает потенциал квантовых вычислений, но и открывает возможности для создания отказоустойчивых систем, что является ключевым шагом к реализации всех преимуществ квантовых технологий.
Сотрудничество Microsoft и Quantinuum также имеет важное значение для решения реальных задач, особенно в химии. Объединив логические кубиты с искусственным интеллектом и высокопроизводительными вычислениями, компании успешно решили сложную задачу оценки энергии основного состояния каталитического промежуточного продукта. Процесс начался с моделирования активного пространства катализатора с помощью HPC, после чего логические кубиты использовались для анализа квантового поведения этого пространства.
Результаты симуляций стали основой для обучения модели ИИ, которая в итоге предоставила точные оценки. Это первый случай, когда квантовые вычисления, HPC и ИИ работают вместе для решения научной проблемы, демонстрируя реальную полезность квантовых технологий.
Хотя текущие результаты не представляют полного квантового преимущества, они показывают, что квантовые системы могут превзойти классические методы в определенных сценариях. Гибридный подход, примененный в исследовании, иллюстрирует, как квантовые вычисления могут повысить точность в химических расчетах, особенно для сложных задач.
Платформа Azure Quantum служит центральным узлом, где соединяются квантовые вычисления, ИИ и HPC. Эта экосистема обеспечивает взаимодействие между различными аппаратными архитектурами, позволяя исследователям использовать преимущества каждой технологии. Объединяя возможности квантовых вычислений с ИИ, исследователи могут применять алгоритмы машинного обучения для анализа больших объемов данных, что ускоряет процесс исследований.
Microsoft планирует продолжать развивать Azure Quantum, поддерживая разнообразные архитектуры кубитов, включая нейтральные атомы и топологические кубиты. Интеграция этих технологий направлена на повышение надежности и масштабируемости квантовых вычислений, что в конечном итоге приведет к созданию систем, способных решать важнейшие мировые проблемы.