L’informatique quantique obtient un coup de pouce matériel avec la percée du verre de spin
Les entreprises peuvent tirer parti de l’amélioration de l’optimisation récemment publiée par D-Waves via un service cloud de partage de matériel.
L’un des défis de l’informatique quantique est de surmonter les limites de l’optimisation du verre de spin 3D, ce qui peut ralentir la simulation quantique destinée à résoudre des problèmes d’optimisation du monde réel. Une solution expérimentale est l’ordinateur quantique D-Waves Advantage, exécutant la dynamique du verre de spin (essentiellement une séquence d’aimants) sur 5 000 qubits.
Selon une étude menée par des scientifiques de D-Wave et de l’Université de Boston, publiée dans la revue Nature, l’équipe a validé que le recuit quantique, un processus mathématique utilisé pour trouver des états à faible énergie en utilisant des fluctuations quantiques, peut améliorer la qualité de la solution plus rapidement que les algorithmes classiques, du moins théoriquement. Il peut s’agir d’un pas en avant clé pour montrer comment un processeur quantique peut calculer une dynamique quantique cohérente dans des problèmes d’optimisation à grande échelle.
Les clients D-Wave qui s’abonnent au service cloud quantique Leap peuvent accéder au nouvel ordinateur quantique de qualité commerciale basé sur le recuit à partir du 19 avril.
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Que signifient les améliorations du recuit quantique pour les entreprises
La principale conclusion pour les entreprises est que l’informatique en verre de spin sur un dispositif de recuit quantique pourrait éventuellement être en mesure de résoudre efficacement les problèmes d’optimisation, en atteignant un objectif avec le moins d’énergie possible. Par exemple, cela pourrait être un moyen relativement efficace de répondre à des questions telles que Dois-je expédier ce colis sur ce camion ou le suivant ? ou le problème du voyageur de commerce (Quel est l’itinéraire le plus efficace qu’un voyageur de commerce devrait emprunter pour visiter différentes villes ?), comme l’écrivait D-Wave.
D-Wave est l’une des seules entreprises à offrir un espace informatique quantique d’entreprise avec des programmes de porte et de recuit, qui comprend désormais son ordinateur quantique Advantage de qualité commerciale de 5 000 qubits. On se demande encore à quel point cette technologie est pratique, mais le nouvel article est la preuve qu’une optimisation commerciale de l’informatique quantique peut être effectuée sur du matériel D-Waves.
VOIR : Les équipes informatiques doivent-elles tenir compte de l’informatique quantique dans leurs décisions ?
Nouveaux développements en informatique quantique D-Waves
En approfondissant la physique, les verres de spin sont souvent utilisés comme bancs d’essai pour l’informatique paradigmatique, ont déclaré les chercheurs, mais l’utilisation de cette approche dans un système programmable et donc qui peut être utilisé pour effectuer des calculs pratiques conduit toujours à des problèmes potentiels. D-Wave a résolu ce problème sur son matériel en utilisant une dynamique de verre de spin critique quantique sur des milliers de qubits avec un recuit quantique supraconducteur.
Le même matériel qui a déjà fourni un terrain d’essai expérimental utile pour la dynamique critique quantique peut également être utilisé pour rechercher des états à faible énergie qui aident à trouver des solutions aux problèmes d’optimisation, a déclaré Wojciech Zurek, physicien théoricien au Laboratoire national de Los Alamos et autorité en matière quantique. théorie, dans le communiqué de presse de D-Waves.
Atteindre plus rapidement des états de basse énergie
Les applications qui résolvent des problèmes d’optimisation comme la question d’expédition des emballages ci-dessus nécessitent un état d’énergie minimum de la part des processeurs de recuit quantique sur lesquels elles fonctionnent. D’autres calculs qui pourraient être utilisés pour la prise de décision, tels que les problèmes d’échantillonnage probabiliste, nécessitent de bons échantillons à faible énergie pour fonctionner.
Selon D-Wave, les verres de spin peuvent être amenés dans des états de faible énergie plus rapidement en recuit des fluctuations quantiques que par un recuit thermique conventionnel.
Cet article prouve que la dynamique quantique d’une plate-forme matérielle dédiée est plus rapide que celle des algorithmes classiques connus pour trouver l’état d’énergie le plus bas préféré d’un verre de spin, et promet donc de continuer à alimenter le développement ultérieur des recuits quantiques pour traiter les problèmes pratiques. problèmes, a déclaré Gabriel Aeppli, professeur de physique à l’ETH Zrich et à l’EPF Lausanne, et chef de la division Photon Science de l’Institut Paul Scherrer.
Maintenir la cohérence des qubits
Un autre problème que les chercheurs du monde de l’informatique quantique tentent de résoudre est la cohérence des qubits. Dans un sens simplifié, la cohérence signifie qu’un état quantique conserve certaines qualités physiques pendant son utilisation. La recherche montre que le recuit quantique cohérent peut améliorer la qualité de la solution plus rapidement que les algorithmes classiques.
Le développement main dans la main des programmes de porte et de recuit nous amènera à des temps de cohérence plus longs et à de meilleurs paramètres de qubit, permettant à notre avantage sur l’optimisation classique de croître, a écrit Andrew King, directeur de la recherche sur les performances pour D-Wave, dans un article de blog. .
En avant : système D-Waves Advantage2
Alors que la recherche récemment publiée a été menée sur l’ordinateur quantique Advantage actuellement disponible dans le commerce, D-Wave travaille également sur sa prochaine itération. Le système Advantage2 est au stade de prototype expérimental et sera du matériel informatique quantique de sixième génération D-Waves. D-Wave prévoit que le système Advantage2 complet sera lancé avec 7 000 qubits et n’a pas de date de sortie prévue pour la version alpha.