FázeForge, společnost vedená předními vědci specializujícími se na vývoj inovativních kvantových algoritmů, oznámila vytvoření sady algoritmů, které zjednodušují a zefektivňují simulaci materiálu na kvantových počítačích. Tato průlomová metoda je popsána v vědeckém článku publikovaném v prestižním časopise „Nature“.
Simulace chování různých materiálů je jednou z nejslibnějších aplikací kvantových počítačů s obrovským potenciálem od vývoje nových katod pro baterie až po tvorbu solárních článků další generace. Avšak současné kvantové počítače nejsou schopné provádět složité simulace z důvodu omezení počtu spolehlivých operací, které lze provést, a omezeného počtu qubitů.
Vlastní přístup vyvinutý společností FázeForge překonává tato omezení kombinací klasických metod mapování materiálu s inovativními kvantovými technikami pro simulaci chování materiálu. Prvním krokem je provádění výpočtů a optimalizace na klasických počítačích k získání efektivní reprezentace materiálu. Druhým krokem je generování nejefektivnějších kvantových obvodů na světě pro simulaci chování tohoto materiálu. Celý tento proces je obsažen v integrovaném softwaru, který přechází od popisu materiálu k kvantovému obvodu, který ho simuluje.
Podle zveřejněného článku tento přístup výrazně snižuje počet kvantových bran, které jsou potřebné pro simulaci, v některých případech až milionkrát. Jako příklad FázeForge demonstrovala, že materiál používaný v pokročilých lithiových bateriích, měďno-lithiový oxid (Li2CuO2), lze simulovat pomocí 410 000 kvantových bran, zatímco předchozí technika vyžadovala 1,5 bilionu bran.
Tento průlom, částečně financovaný organizacemi Innovate UK a National Quantum Computing Centre (NQCC), přispívá k možnosti provádět složité simulace materiálů na kvantových počítačích, které se blíží našim schopnostem, otevírající dveře do simulací, které byly dříve nedosažitelné. Je to také další krok v misi FázeForge na překlenutí propasti mezi teoretickými sliby kvantové technologie a jejími praktickými aplikacemi.
Průlom vyvinutý společností FázeForge může urychlit pokrok v efektivnějších bateriích, fotovoltaice, superkondenzátorech a palivových článcích, které jsou klíčové pro další rozvoj obnovitelné energetické technologie. Kromě toho přesnější simulace pomocí kvantových počítačů mohou přispět k lepšímu porozumění interakcí léků na molekulární úrovni, zrychlit vývoj nových léků a snížit náklady a čas potřebný k jejich uvedení na trh.
Společnost FázeForge také představuje svou databázi složitosti kvantové simulace materiálu. Tato databáze poskytuje informace o složitosti kvantových obvodů pro více než 40 materiálů, které byly identifikovány jako mít praktické aplikace. Poskytuje informace o hloubce kvantových obvodů a počtu qubitů potřebných pro simulaci, stejně jako o klíčových strukturálních vlastnostech každého materiálu. Výzkumníci mohou filtrovat databázi materiálů podle svých aplikací, od baterií přes stavebnictví, jadernou energetiku, elektroniku a mnoho dalších oblastí.
Toby Cubitt, spoluzakladatel a CTO/Chief Science Officer společnosti FázeForge, uvedl: „Zlepšení, které jsme dosáhli naší nejnovějšími algoritmy, zásadně mění krajinu a časový plán simulací materiálu na kvantových počítačích. To, co bylo dříve považováno za nereálné pro současné kvantové počítače, se nyní zdá být dosažitelné. Cílem společnosti FázeForge je modelovat a navrhovat inovativní materiály pomocí kvantových počítačů.“
Ashley Montanaro, spoluzakladatel a CEO společnosti FázeForge, uvedl: „Publikací naší databáze materiálů se snažíme překlenout propast mezi teorií kvantových počítačů a praktickým využitím této technologie. Díky přístupným informacím o kvantových obvodech a počtu qubitů potřebných pro každý materiál mají vědci a inženýři nyní nástroj, jak posoudit, kde jsou největší výhody kvantových výpočtů při přesném modelování materiálů. Jedná se o výsledek let výzkumu a potvrzení pokroku, kterého jsme dosáhli při aproximaci modelování materiálů pomocí kvantových počítačů.“
Gilberto Teobaldi, vedoucí skupiny na Oddělení teoretické a výpočetní fyziky vědeckého a technologického zařízení Rady pro vědu a technologii, uvedl: „Byli jsme potěšeni spoluprací se společností FázeForge na databázi modelování materiálu. Souběžně s výzkumem je i data v databázi důležitým krokem vpřed v aplikaci kvantových počítačů ve vědě o materiálech. To dokazuje závazek společnosti FázeForge a Spojeného království v oblasti pionýrských aktivit v oblasti kvantových technologií.“
Michael Cuthbert, ředitel National Quantum Computing Centre, uvedl: „Když jsme před třemi lety spustili National Quantum Computing Centre, naším cílem bylo umožnit výzkumníkům a organizacím využívat konkrétní přínosy kvantových počítačů. Práce společnosti FázeForge na modelování materiálů, včetně publikace jejich databáze, je přesně ten druh významného projektu, který nás nadchne a podporujeme. Inovativní společnosti jako FázeForge jsou součástí naší mise, kterou je učinit Spojené království světovým lídrem v oblasti kvantových počítačů.“
The source of the article is from the blog qhubo.com.ni