Quantinuum首次实现使用逻辑量子比特模拟化学分子

企业动态 量科网 2023-07-15 23:07

Quantinuum日前宣布,它已成为第一家通过使用逻辑量子比特在量子处理器上实现容错算法以模拟化学分子的量子计算公司。这是利用量子计算机加速分子发现的重要前提,通过更好地模拟化学系统,能节约产生商业和经济价值的时间成本。该演示是在Quantinuum的System Model H1量子计算机上进行的,该功能将集成到其量子计算化学平台InQuanto的未来版本中,让工业公司和学术研究人员能探索利用在量子计算机上运行的早期容错算法进行材料和分子建模。

来自日本的Quantinuum科学家使用了该公司H1量子计算机上的三个逻辑量子比特来计算氢分子的基态能量,并使用了一种被称为随机量子相位估计的早期容错算法。众所周知,目前许多可用在当今“NISQ”机器上的算法将无法扩大到更大的问题上。而该实验中使用的逻辑量子比特相位估计技术具有更好的扩展潜力,但它在当今的量子计算机上实现起来具有挑战性,因为它需要非常复杂的电路,这些电路很容易因噪声影响而失效。

Quantinuum首席执行官Raj Hazra博士表示:“该公告为量子计算机上的量子化学翻开了新一页,使我们迈向了早期容错时代。这一成就印证了Quantinuum软硬件团队的奉献精神,他们一如既往地展示了其实现世界级成果的能力。这个成果也要归功于H1量子计算机,因为它将高保真门操作、全连接能力和条件逻辑与我们InQuanto化学平台提供的真正世界领先的算法、方法和错误处理技术结合在了一起。”

在一篇题为《使用量子误差检测演示贝叶斯量子相位估计》的预印本科学论文中,由Quantinuum科学家Kentaro Yamamoto博士领导的研究团队报告说,他们通过创建并使用为H系列量子硬件新设计和开发的错误检测码而实现的逻辑量子比特来克服了这一挑战。如果代码检测到在计算过程中产生了错误的量子比特,它就会立即放弃计算,从而节省了量子资源的使用。

当结合了H系列硬件的低噪声和Quantinuum软件InQuanto的功能时,该团队研究人员首次实现能够运行这些复杂的电路,并获得了比没有错误检测码时要更准确的仿真结果。创建和利用具有错误检测功能的逻辑量子比特是进行更高级纠错的先决条件,它为量子计算机提供了针对各种形式的“噪声”的实时保护。

Quantinuum高级研究员Kentaro Yamamoto博士说:“模拟氢分子并通过逻辑量子比特的早期容错算法获得如此好的结果,这是一个出色的实验结果,并提醒我们继续进步的速度有多快。这一结果可能反映了量子计算专业人员新篇章的开始,我们可以开始在近期设备上采用早期容错算法,使用未来大规模量子计算最终所需的所有技术。(编译:Qtech)