Forskere offentliggør et vigtigt skridt mod kvantefordele

Holdet, ledet af Bristol-forsker og medstifter af Phasecraft, Dr. Ashley Montanaro, har opdaget algoritmer og analyser, der væsentligt reducerer den kvantehardwarekapacitet, der er nødvendig for at løse problemer, der rækker ud over området klassisk computing, selv supercomputere.

I avisen, udgivet i Fysisk gennemgang B , teamet demonstrerer, hvordan optimerede kvantealgoritmer kan løse den berygtede Fermi-Hubbard-model på nærtidshardware.

Fermi-Hubbard-modellen er af grundlæggende betydning inden for kondenseret fysik som model for stærkt korrelerede materialer og en vej til forståelse af høj temperatur superledning.

At finde grundtilstanden for Fermi-Hubbard-modellen er blevet forudsagt at være en af ​​de første applikationer af kortsigtede kvantecomputere, og en, der tilbyder en vej til forståelse og udvikling af nye materialer.

Dr. Ashley Montanaro, forskningsleder og medstifter af Phasecraft:"Quantum computing har kritisk vigtige anvendelser inden for materialevidenskab og andre domæner. På trods af de store fremskridt inden for kvantehardware for nylig, vi kan stadig være flere år fra at have den rigtige software og hardware til at løse meningsfulde problemer med kvanteberegning. Vores forskning fokuserer på algoritmer og softwareoptimeringer for at maksimere kvantehardwares kapacitet, og bringe kvanteberegning tættere på virkeligheden.

"Kortsigtet kvantehardware vil have begrænset enheds- og beregningsstørrelse. Phasecraft anvendte nye teoretiske ideer og numeriske eksperimenter for at sammensætte en meget omfattende undersøgelse af forskellige strategier til løsning af Fermi-Hubbard-modellen, nulstilling af strategier, der mest sandsynligt vil have de bedste resultater og indflydelse i den nærmeste fremtid.

"Resultaterne tyder på, at optimering over kvantekredsløb med en portdybde, der er væsentligt mindre end tusind, kunne være tilstrækkelig til at løse forekomster af Fermi-Hubbard-modellen ud over en supercomputers kapacitet. Denne nye forskning viser betydelige løfter om mulighederne for nærtidsholdning kvanteenheder, forbedring af tidligere forskningsresultater med omkring en faktor 10. "

Fysisk gennemgang B , udgivet af American Physical Society, er den øverste specialjournal i kondenseret fysik. Det peer-reviewed forskningspapir blev også valgt som redaktionens forslag og til at blive vist i Fysik magasin.

Andrew Childs, Professor i Institut for Datalogi og Institut for Avancerede Computerstudier ved University of Maryland:"Fermi-Hubbard-modellen er en stor udfordring inden for kondenseret fysik, og Phasecraft -teamet har taget imponerende trin for at vise, hvordan kvantecomputere kunne løse det. Deres arbejde tyder på, at overraskende lavdybde kredsløb kan give nyttig information om denne model, gør det mere tilgængeligt for realistisk kvantehardware. "

Hartmut Neven, Leder af Quantum Artificial Intelligence Lab, Google:"Før eller siden, quantum computing kommer. At udvikle algoritmerne og teknologien til at drive de første kommercielle applikationer af tidlig quantum computing hardware er den hårdeste udfordring, feltet står over for, som få er villige til at tage på sig. Vi er stolte over at være partnere med Phasecraft, et team, der udvikler fremskridt inden for kvantesoftware, der kan forkorte denne tidsramme med år. "

Phasecraft -grundlægger Dr. Toby Cubitt:"På Phasecraft, vores team af førende kvanteteoretikere har forsket og anvendt kvanteteori i årtier, leder nogle af de bedste globale akademiske teams og forskning på området. I dag, Ashley og hans team har demonstreret måder at komme tættere på at opnå nye muligheder, der findes lige uden for nutidens teknologiske grænser. "

Phasecraft har lukket en rekordfrøunde for et kvantefirma i Storbritannien med 3,7 mio. Pund i finansiering fra private VC-investorer, ledet af LocalGlobe med Episode1 sammen med tidligere investorer. Den tidligere Songkick -grundlægger Ian Hogarth er også tiltrådt som bestyrelsesformand for Phasecraft. Phasecraft indsamlede tidligere en £ 750, 000 pre-seed runde ledet af UCL Technology Fund med Parkwalk Advisors og London Co-Investment Fund og har tjent flere tilskud lettet af InnovateUK. Mellem egenkapitalfinansiering og forskningstilskud, Phasecraft har indsamlet mere end £ 5,5 mio.

Dr. Toby Cubitt:"Med ny finansiering og støtte, vi er i stand til at fortsætte vores banebrydende forskning og branchesamarbejde for at udvikle kvanteberegningsindustrien og finde nyttige applikationer hurtigere. "