تکنولوژی
آزمایش‌های کوانتومی افزایش ۱۰۰۰ برابری کارایی برای محاسبات شیمیایی در کره جنوبی را نشان می‌دهند
شرکت Qunova Computing در کره جنوبی، اولین شرکتی است که به دقت شیمیایی بر روی یک دستگاه محاسباتی کوانتومی تجاری دست یافته است. این دقت که به اندازه ۱.۶ میلی‌هارتری است، نشان‌دهنده توانایی استفاده از فناوری کوانتومی در کاربردهای شیمی واقعی است. الگوریتم HiQVE شرکت Qunova توانسته با استفاده از فناوری‌های مختلف، دقت مشابهی را در محاسبات کوانتومی به نمایش بگذارد و کارایی این محاسبات را بیش از ۱۰۰۰ برابر افزایش دهد.
شرکت Qunova Computing که در دائجون، کره جنوبی مستقر است، اولین شرکتی است که توانسته به دقت شیمیایی بر روی یک دستگاه محاسباتی کوانتومی تجاری با استفاده از الگوریتم پلتفرم-مستقل خود دست یابد. دقت شیمیایی مرزی است که با اندازه‌گیری ۱.۶ میلی‌هارتری تعریف می‌شود و برای کاربردهای شیمی واقعی در محاسبات کوانتومی ضروری است. فناوری محاسبات کوانتومی، که مرحله بعدی فناوری‌های محاسباتی به حساب می‌آید، وعده انقلابی در سرعت محاسبات و حل مشکلات پیچیده از جمله طراحی داروهای جدید و بهینه‌سازی عملیات لجستیکی را می‌دهد. این فناوری از کیوبیت‌ها برای انجام محاسبات استفاده می‌کند و شرکت‌ها در حال ساختن کامپیوترهایی با تعداد محدودی کیوبیت هستند تا عملکرد محاسبات را تست کنند. در کامپیوترهای کوانتومی ساخته‌شده تا به حال، خطاها به راحتی ترکیب می‌شوند و کارشناسان این دوره را به عنوان دوره «کوانتوم نویز متوسط» یا NISQ می‌شناسند. اما الگوریتم Qunova که HiQVE نامیده می‌شود، قصد دارد با بهبود دقت این کامپیوترهای کوانتومی، آنها را برای کاربردهای دنیای واقعی قابل استفاده کند. Kevin Rhee، مؤسس و مدیر عامل Qunova Computing در مصاحبه‌ای با Interesting Engineering اظهار داشت که: "ما شروع به مشاهده چندین کاربر صنعتی کرده‌ایم که به دنبال اجرای الگوریتم Qunova بر روی ماشین‌های NISQ برای بازنگری کارهای قبلی خود و تلاش برای اعمال محاسبات مبتنی بر ماشین‌های NISQ برای مشکلات بزرگتر هستند." در رویداد Quantum Korea 2024، Qunova دقت شیمیایی را در مجموعه‌ای از کامپیوترهای کوانتومی به نمایش گذاشت، بدون توجه به تکنولوژی پلتفرم آنها. در اولین نمایش، Qunova از ماشین ۲۰ کیوبیتی IQM استفاده کرد و الگوریتم خود را با تولید برآورد انرژی سه هندسه مختلف لیتیم سولفید (Li2S) به صورت زنده به نمایش گذاشت. پیش از این، Qunova به دقت ۰.۱ میلی‌هارتری با استفاده از پردازنده کوانتومی Eagle IBM دست یافته بود که از ۲۴ کیوبیت استفاده می‌کند. این شرکت همچنین دقت مشابهی را با استفاده از کامپیوتر کوانتومی IBEX Q1 که از ۲۰ کیوبیت استفاده می‌کند و توسط Alpine Quantum Technologies (AQT) در اتحادیه اروپا ساخته شده است، بدست آورده است. IQM و IBM از معماری ترانسمون ابررسانا استفاده می‌کنند، در حالی که AQT از ایون‌های به دام افتاده برای پلتفرم محاسباتی کوانتومی خود استفاده می‌کند. این همچنین نشان می‌دهد که الگوریتم Qunova از نظر پلتفرم مستقل است. Kevin Rhee در ایمیلی توضیح داد: "الگوریتم های کوانتومی از نظر پلتفرم مستقل هستند اگر عملکرد الگوریتم تابع نویز کوانتومی باشد که می‌تواند برای پلتفرم‌های خاص منحصر به فرد باشد. HiQVE به گونه‌ای طراحی شده است که از اطلاعات مرتبط با نویز کوانتومی استفاده نکند." شبیه‌سازی‌های استفاده شده بر روی کامپیوترهای معمولی از حل‌کننده‌های کوانتومی واریاسیون (VQEs) برای انجام محاسبات پیچیده استفاده می‌کنند. با این حال، این رویکرد می‌توانست مقیاس‌پذیر نباشد و دقت شیمیایی را بر روی کامپیوترهای کوانتومی دست نیابد. نوآوری Qunova در استفاده از نسخه ساده‌شده‌ای از VQE نهفته است که آن را به عنوان Handover Iteration VQE یا HiQVE معرفی می‌کند. "یک آنالوژی برای توضیح این است که الگوریتم ما اطلاعاتی از آنچه اتفاق افتاده است می‌گیرد و تعداد دفعاتی که اتفاق افتاده است را نادیده می‌گیرد،" Rhee در ایمیلی به IE اضافه کرد. "نویز کوانتومی اغلب اطلاعات مربوط به تعداد دفعاتی که اتفاق افتاده است را تغییر می‌دهد، بنابراین Qunova تنها از اطلاعاتی استفاده می‌کند که تغییر نکرده است." هدف آن عدم خارج کردن خطاها از محاسبات کوانتومی و حذف "اندازه‌گیری کلمات پاولی" که معمولاً برای اندازه‌گیری چرخش کیوبیت‌ها در امتداد محورها مختلف استفاده می‌شوند بود. این امر به تیم اجازه داد تا فقط اطلاعات ضروری مربوط به اربیتال‌های هر کیوبیت را استخراج کند که سپس در یک کامپیوتر کلاسیک وارد شد تا به سرعت و با دقت بالاتری محاسبه شود. به طور کلی، محاسبات نیز ۱۰۰۰ بار کارآمدتر اجرا شدند. "این نتیجه‌ای بسیار هیجان انگیز برای تیم ما و به طور کلی برای جامعه محاسبات کوانتومی است،" Rhee در یک بیانیه مطبوعاتی گفت. "این نتایج نشان می‌دهد که ما می‌توانیم نیازهای کاربران صنعتی را بر روی ماشین‌های NISQ موجود برآورده کنیم. ما پیش‌بینی می‌کنیم که اجرای یک نمایش مشابه بر روی یک ماشین NISQ با حداقل ۴۰ کیوبیت می‌تواند به کاربران صنعتی برتری کوانتومی واقعی ارائه دهد." تیم در ماه‌های آینده به نمایش این پرداخته‌ها خواهد پرداخت.
