量子計(jì)算具有變革藥物發(fā)現(xiàn)、物流等各行各業(yè)的巨大潛力。然而，噪聲一直是量子器件在投入實(shí)際應(yīng)用的過程中所面臨的巨大障礙。由于存在這些因環(huán)境相互作用和不完美硬件導(dǎo)致的噪聲干擾，量子計(jì)算的性能目前在量子比特僅僅執(zhí)行數(shù)百次運(yùn)算之后就會(huì)發(fā)生不可逆的退化。

盡管量子硬件中的噪聲看似不可避免，但邏輯量子比特可以解決這個(gè)問題。通過將數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)實(shí)際物理量子比特組合在一起，邏輯量子比特可以糾正噪聲導(dǎo)致的錯(cuò)誤，堪稱量子計(jì)算領(lǐng)域利器。量子硬件制造商 Infleqtion 近日取得了重大突破，其利用 NVIDIA CUDA-Q 平臺成功地設(shè)計(jì)并演示了一項(xiàng)采用兩個(gè)邏輯量子比特的實(shí)驗(yàn)。

Infleqtion 使用這些邏輯量子比特進(jìn)行了單雜質(zhì)安德森模型的小規(guī)模演示，這種高精度方法在材料科學(xué)領(lǐng)域的許多重要應(yīng)用中都必不可少。

這是業(yè)界首次在邏輯量子比特上演示材料科學(xué)量子算法。在僅僅創(chuàng)建一個(gè)邏輯量子比特就已經(jīng)極具挑戰(zhàn)性的情況下，Infeqion 成功地取得了這項(xiàng)重大突破，這得益于其量子計(jì)算機(jī)使用了 CUDA-Q 獨(dú)特的 GPU 加速模擬能力進(jìn)行精確建模。

Infleqtion 首先在 CUDA-Q 的模擬器中開發(fā)和測試了整個(gè)實(shí)驗(yàn)，隨后只需進(jìn)行微小調(diào)整即可使用 CUDA-Q 策劃這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，在其 Sqale 中性原子量子處理器中使用實(shí)際的物理量子比特。

這項(xiàng)突破性進(jìn)展為量子計(jì)算邁向大規(guī)模糾錯(cuò)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

然而，要想打造大型邏輯量子比特系統(tǒng)，目前的量子器件仍面臨著許多擴(kuò)展上的挑戰(zhàn)。只有通過集成量子硬件與 AI 超級計(jì)算機(jī)來打造加速量子超級計(jì)算機(jī)，才能解決這些挑戰(zhàn)。

NVIDIA 將繼續(xù)與 Infleqtion 等合作伙伴攜手推進(jìn)這項(xiàng)突破性的研究工作，使加速量子超級計(jì)算變成現(xiàn)實(shí)。