I supercomputer dedicati quantistici stanno iniziando a fare chimica

Un computer quantistico e i supercomputer tradizionali che lavorano insieme possono diventare uno strumento inestimabile per comprendere le sostanze chimiche. Una collaborazione tra IBM e l’Istituto scientifico giapponese Ricain ha ora trovato il modo di raggiungere lì.

Profeta ciò che una molecola farà all’interno di una risposta – ad esempio, come trattamento medico o parte di un catalizzatore industriale – spesso dipende dalla comprensione degli stati quantici dei suoi elettroni. I computer quantistici possono accelerare il processo di calcolo di questi stati, ma nella loro forma attuale soffrono ancora di errori. I supercomputer tradizionali possono catturare quegli errori prima di diventare un problema.

In una dichiarazione congiunta Nuovo scienziato, Saiji Yunoki E Mitsuhisa Sato RICAIN ha affermato che i computer quantistici potrebbero spingere i computer tradizionali per nuove abilità. Ora lui e i suoi colleghi hanno usato il computer quantistico Heron di IBM e il supercomputer Fugu di Ricaina per modellare l’azoto molecolare, nonché due diverse molecole fatte di ferro e zolfo.

I ricercatori hanno utilizzato 77 bit quantistici o qualità e un algoritmo per dividere il calcolo degli stati quantici delle molecole tra le macchine. Computer quantistico calcolato, controllando il supercomputer e corretto gli errori. Ad esempio, se Heron producesse una funzione matematica, descrivendo più elettroni di quelli acquisiti nella molecola nella mano, il fugku scartare quella parte della soluzione e aggiornerebbe i ergenti e ripeterebbe il calcolo.

Questo metodo ibrido non ha ancora attraversato lo scenario migliore ciò che un supercomputer può fare da solo, ma è competitivo con alcuni approcci standard, afferma Jai Gambet In IBM, che non è stato incluso nella sperimentazione. “Questo (ora) riguarda il confronto di strumenti computazionali.”

Nel periodo quasi, questo intervento è il “chutney segreto” per ottenere un computer quantistico soggetto a errori in chimica. Kenneth Merz Alla Cleveland Clinic in Ohio. Un IBM separato è stato progettato per un computer classico utilizzando un computer quantistico, il suo team ha sviluppato una variazione dell’algoritmo SQD che può modellare molecole in soluzioni, che sono una rappresentazione più realistica di esperimenti chimici rispetto ai modelli precedenti.

Secondo Merz, la coniugazione di un ulteriore adattamento di SQD può aiutare a ottenere benefici concreti sulla seconda metà entro il prossimo anno.

“La combinazione di quantum e supercompute non è solo significativa, ma è inevitabile”, afferma Stanvik stesso Azienda informatica in Nvidia. Un uso realistico del calcolo quantistico è dove il processore quantistico è integrato con un potente processore classico in un centro supercomputer, dicono. Nvidia ha già sviluppato una piattaforma software che mira a supportare tali approcci ibridi.

ASEM Datar Microsoft afferma che la sua azienda ha un’enorme capacità in combinazione con “Computing Quantum, SuperComputes e AI in combinazione con” per intensificare e cambiare chimica e fisica “.

Ma quando le parti interessate del settore informatico quantistico hanno fatto il campione dell’idea, rimangono molte sfide. Marcus Rehar Ath Zurigo in Svizzera afferma che i risultati dell’esperimento del Ricen sono incoraggianti, ma non è ancora chiaro se questo approccio diventerà un modo preferito per componere la chimica quantistica. Per prima cosa, l’accuratezza della risposta finale della coppia quantistica-sarcastica è incerta. Per il secondo, ci sono già modi tradizionali ben consolidati per calcolare tali calcoli e funzionano molto bene.

La promessa di includere un computer quantistico nel processo di calcolo è che può aiutare a modellare le molecole di grandi dimensioni o lavorare più rapidamente. Ma Rehar afferma che il nuovo approccio può essere difficile da aumentare.

Gambata afferma che una nuova versione del computer quantistico Heron di IBM è stata installata a Ricain a giugno – e commette già meno errori rispetto al modello precedente. Stima ancora più grandi miglioramenti hardware nel prossimo futuro.

I ricercatori stanno inoltre legando l’algoritmo SQD e si sono adattati al metodo dell’airone e della funzione fugale in parallelo per rendere questo processo più efficiente. Merz afferma che la situazione è la stessa in cui i supercomputer tradizionali erano negli anni ’80: non vi è carenza di problemi aperti, ma l’inclusione di nuove tecnologie può fornire grandi ritorni.