Microsoft, in samenwerking met Atom Computing, heeft een baanbrekende ontwikkeling in het veld van de kwantumcomputing aangekondigd: de ontwikkeling van een commerciële kwantummachine die in staat is om te opereren met 24 verstrengelde logische qubits, het hoogste aantal tot nu toe geregistreerd. Dit systeem, dat per direct te bestellen is met leveringen gepland voor 2025, combineert de nieuwste generatie neutrale qubits van Atom Computing met het qubit-virtualisatiesysteem van Microsoft, en biedt een robuust platform voor wetenschappelijk onderzoek en industriële toepassingen.
Neutrale qubits: de basis van kwantumbetrouwbaarheid
Atom Computing gebruikt neutrale atomen als qubits, een veelbelovende technologie in het kwantumdomein. Deze qubits worden gemanipuleerd met lichtpulsen en gehouden in precieze arrays dankzij lasers, wat schaalbare architecturen en volledige connectiviteit tussen de qubits mogelijk maakt. In vergelijking met andere technologieën hebben neutrale atomen minder last van ruis, een hogere fideliteit en zijn ze ideaal voor kwantumfoutcorrectie.
Recentelijk bereikte Atom Computing een fideliteit van 99,6% bij tweequbit kwantumpoorten in hun commerciële systemen, het hoogste niveau bereikt voor neutrale atoom-qubits. Deze mijlpaal maakt efficiënte detectie en correctie van fouten mogelijk, essentieel voor betrouwbare kwantumberekeningen.
Voortgang in kwantumfoutcorrectie
Het Azure Quantum-platform van Microsoft combineert de qubits van Atom Computing met haar eigen qubit-virtualisatiesysteem, waardoor het creëren van logische qubits uit fysieke qubits mogelijk wordt. Logische qubits zijn essentieel voor betrouwbare berekeningen door het detecteren en corrigeren van de inherente fouten op fysiek niveau.
In een significante doorbraak hebben de teams van Microsoft en Atom Computing 24 logische qubits gecreëerd en verstrengeld in een Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)-staat. Deze logische qubits toonden een opmerkelijke verbetering in foutenratio’s, van 42% fouten op fysiek niveau tot slechts 10,2% na implementatie van detectie- en correctiesystemen. Deze vooruitgang markeert de eerste demonstratie van verliescorrectie in een commercieel systeem gebaseerd op neutrale atomen.
Bovendien werden 28 logische qubits, afgeleid van 112 fysieke qubits, gebruikt om berekeningen uit te voeren gebaseerd op het algoritme van Bernstein-Vazirani. De resultaten toonden een hogere nauwkeurigheid dan berekeningen uitgevoerd met fysieke qubits, wat het potentieel toont om kwantumsystemen te schalen naar een wetenschappelijk kwantumvoordeel.
Integratie met Azure Quantum en Azure Elements
Deze nieuwe kwantummachine integreert naadloos met Azure Elements, een suite die high-performance cloud computing (HPC) en kunstmatige intelligentie (AI) benut om wetenschappelijk onderzoek te versnellen. Onder de mogelijkheden zijn:
- Generatieve chemie: Aangedreven door AI, stelt deze tool onderzoekers in staat om snel nieuwe en synthetiseerbare moleculen te ontdekken, wat de wetenschap van materialen en farmaceutische ontwikkeling transformeert.
- Versnelde dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT): Biedt ongekende snelheden in de modellering van mechanische kwantumeigenschappen, ver overschrijdend de conventionele DFT-codes.
De combinatie van Azure Elements, logische qubits en geavanceerde AI-modellen biedt onderzoekers een uitgebreide set tools om complexe uitdagingen aan te gaan in velden zoals chemie, materiaalwetenschap en meer.
Bevordering van wetenschappelijke en industriële innovatie
Het nieuwe systeem beperkt zich niet tot wetenschappelijk onderzoek; het opent ook mogelijkheden voor innovatie in diverse industrieën. De kwantummachine kan unieke datasets genereren die gebruikt kunnen worden voor het trainen van AI-modellen met hogere prestaties of nauwkeurigheid, en biedt bedrijven daarmee een krachtig instrument voor het aanpakken van traditioneel onoplosbare problemen.
Dr. Ben Bloom, CEO van Atom Computing, benadrukte de impact van deze samenwerking:
“We zijn verheugd om onze samenwerking met Microsoft voort te zetten, die al significante mijlpalen in de kwantumcomputing heeft bereikt. Door onze nieuwste generatie neutrale atoom-qubits te combineren met het qubit-virtualisatiesysteem van Microsoft, kunnen we nu betrouwbare logische qubits aanbieden in een commerciële kwantummachine. Dit systeem zal snelle vooruitgang in meerdere velden mogelijk maken, inclusief chemie en materiaalwetenschapâ€.
Beschikbaarheid
De commerciële kwantummachine, die de vooruitstrevende technologieën van Microsoft en Atom Computing incorporeert, is nu beschikbaar voor pre-orders, met leveringen vanaf 2025. Dit aanbod vertegenwoordigt een significante vooruitgang richting het potentieel van kwantumcomputing, en biedt onderzoekers en industrieën een betrouwbaar platform om baanbrekende ontdekkingen te stimuleren.
Terwijl het landschap van kwantumcomputing blijft evolueren, valt deze samenwerking op als een sleutelmijlpaal, een weg banend naar nieuwe vooruitgang in wetenschap en technologie.
via: Microsoft Azure