Resumo interno:
- A NERSC fez parceria com a QuEra Computing para expandir sua colaboração para explorar a computação quântica de átomos neutros.
- No primeiro ano, a colaboração produziu resultados científicos, incluindo três artigos conjuntos e o uso da tecnologia de átomos neutros na resolução de problemas de dinâmica quântica, desafios de desenvolvimento e na preparação de estados quânticos emaranhados.
- Juntos, o NERSC e o QuEra fornecerão treinamento aos usuários sobre o hardware quântico do QuEra e integrarão feedback para melhorar o hardware e os resultados da pesquisa.
COMUNICADO DE IMPRENSA – No ano passado, o Centro Nacional de Computação Científica de Pesquisa Energética (NERSC) se uniu à empresa de computação quântica QuEra Computing, com sede em Boston, explorando uma forma futura de computação quântica conhecida como tecnologia de átomo neutro. Depois de um primeiro ano de sucesso, marcado por fortes resultados científicos, a parceria foi ampliada, com planos de fornecer acesso ao computador de átomo neutro a outros usuários no próximo ano.
Átomos neutros podem ser usados para construir dispositivos de computação quântica. A tecnologia funciona prendendo esses átomos – átomos neutros em vez de íons carregados, daí o nome – com lasers chamados pinças ópticas e excitando seus elétrons externos em campos de alta energia. Usando pinças ópticas, os pesquisadores podem manipular e organizar átomos em configurações úteis, até mesmo reorganizá-los para experimentar geometrias específicas ou calcular as propriedades de certos materiais. Essa flexibilidade é um dos grandes pontos fortes da tecnologia de átomo neutro. De acordo com Daan Camps, membro da equipe de computação quântica do NERSC, outra vantagem é o grande número de átomos que pode manipular: “Dispositivos de computação quântica de átomos neutros podem incluir centenas de átomos, permitindo a computação quântica em grande escala”, disse ele. Outra vantagem é a capacidade de operar em temperatura ambiente sem resfriamento criogênico, o que torna os computadores atômicos neutros atraentes para implantação em centros de HPC.
Esta tecnologia é uma das muitas formas de computação quântica, mas o interesse na tecnologia de átomos neutros está a crescer e a colaboração da NERSC com a QuEra Computing já está a produzir resultados importantes.
Primeiro, mas promissor
A colaboração entre QuEra e NERSC começou em março de 2023, enquanto a equipe de computação quântica do NERSC explorava vários parceiros da indústria e suas abordagens de computação quântica. Os resultados do QuEra foram promissores – e na altura, nenhum laboratório do Departamento de Energia dos EUA (DOE) tinha acesso à tecnologia de átomos neutros. A parceria com o QuEra proporcionou acesso a esta nova tecnologia.
“Achamos que era um espaço onde poderíamos inovar e aprender mais sobre esta tecnologia futura, e essa foi uma boa decisão, dado o que aconteceu no ano passado”, disse Katie Klymko, engenheira de computação quântica do NERSC. “Nossa colaboração com eles tem sido um grande sucesso.”
O principal resultado deste primeiro ano de parceria foi uma melhor compreensão da tecnologia, como ela funciona e como ela é escalonada. “O primeiro ano no NERSC foi muito focado em aprender do que o hardware era capaz”, disse Klymko, observando que a equipe aprendeu a programar hardware atomicamente neutro.
Eles também descobriram que é possível realizar experimentos apropriados e obter resultados confiáveis em escala: “Recentemente integramos o estado fundamental de um sistema de mais de 100 átomos em uma rede usando hardware atômico neutro”, disse Klymko. “Nessa escala, é difícil verificar os resultados obtidos em um computador quântico com os números exatos que rodam em um computador clássico devido à grande quantidade de memória do computador necessária. Em vez disso, confiamos em métodos numéricos conhecidos como redes de tensores e descobrimos que funcionam bem como referência, embora sejam necessárias mais pesquisas para validar o processo para sistemas muito grandes que implementamos em um computador quântico. Para nós, isso destaca a promessa da tecnologia de computação quântica.”
A parceria provou ser uma verdadeira parceria, com a equipa do NERSC a ganhar experiência e o hardware do QuEra a melhorar à medida que o NERSC fornece feedback da perspectiva do utilizador – e a produção de resultados científicos sólidos comprova a força da parceria. Os primeiros resultados científicos são distribuídos como parte de três artigos conjuntos que as equipes divulgaram até agora. Esses artigos estudam como computadores atômicos neutros podem ser usados para estudar dinâmica quântica, resolver problemas de otimização e projetar circuitos quânticos envolvidos.
“Nossa colaboração com o NERSC é uma prova do poderoso potencial da tecnologia de átomo neutro para ampliar os limites da computação quântica”, disse Yuval Boger, diretor comercial da QuEra Computing. “Os resultados que vimos até agora, especialmente na simulação de fenômenos quânticos complexos, destacam como esta tecnologia pode fornecer resultados científicos importantes hoje e apoiar pesquisas de ponta”.
Olhando para o futuro quântico
Após o sucesso do seu primeiro ano, a parceria do NERSC com o QuEra foi renovada pelo segundo ano, onde a equipe do NERSC espera testar os mais recentes desenvolvimentos de hardware no sistema QuEra e perseguir um marco muito emocionante: permitir um pequeno não. de usuários para incorporar o hardware QuEra em suas pesquisas, com treinamento do QuEra e da equipe quântica do NERSC. A equipa lançou recentemente um convite à apresentação de propostas para projectos em todo o sector QIS. O prazo de inscrição é 6 de setembro de 2024.
“Vimos isso como uma colaboração muito próxima com os usuários, onde os funcionários do NERSC trabalham com os usuários e, com base no conhecimento que construímos no primeiro ano, os ajudamos a realizar seus projetos no hardware QuEra”, disse Camps da equipe do NERSC. planeja trazer usuários para a parceria. “Estamos ansiosos por isso e esperamos obter resultados muito bons.”
Para a equipe do QuEra, as parcerias contínuas oferecem muitas oportunidades de ver seu hardware testado na estrada. “Estamos satisfeitos em ver o progresso que fizemos no nosso primeiro ano de parceria com o NERSC”, disse Boger. “O feedback e os conhecimentos obtidos através da nossa colaboração não só informaram o nosso roteiro de desenvolvimento, mas também prepararam o terreno para pesquisas importantes no próximo ano. Ao expandir esta colaboração para incluir novos usuários, estamos entusiasmados em ver como os sistemas quânticos do QuEra promoverão os avanços na ciência da informação quântica.”
O programa de usuários e a parceria com o QuEra fazem parte da abordagem mais ampla do NERSC à tecnologia avançada – que a equipe do NERSC espera reunir uma gama de tecnologias e parceiros comerciais que reflitam a amplitude e flexibilidade do cenário da computação quântica. “Queremos manter a nossa perspectiva ampla e avaliar a situação à medida que continuamos a desenvolver”, disse Klymko, acrescentando que a equipa quer trabalhar em conjunto para investigar outras opções.
Na sua visão para os próximos anos, Klymko diz que há um precedente para o NERSC ajudar os seus utilizadores na transição para novos métodos e ferramentas, e mudar as formas como a HPC pode contribuir para a aceleração da investigação em toda a comunidade científica – o tipo de mudança isso pode ser igualmente. importante quando a computação quântica é alcançável em escala.
“Dez anos atrás, aceleradores como GPUs não eram algo que as pessoas soubessem ou quisessem usar, e gradualmente estendemos a mão e aprendemos a usá-los e mudamos alguns de nossos usuários, e agora a maioria de nossos usuários. usá-los”, disse Klymko. “Vemos isso como um caminho menor, mas semelhante, onde estamos trabalhando em pequena escala para fornecer novas tecnologias para as pessoas testarem, e esperamos que em algum momento isso tenha o mesmo impacto que tiveram com o hardware antigo. .”
A FONTE
