Disposition des qubits dans l'architecture Sycamore de Google. Crédit :A. Montanaro
L'équipe, dirigé par le chercheur de Bristol et co-fondateur de Phasecraft, Dr Ashley Montanaro, a découvert des algorithmes et des analyses qui réduisent considérablement la capacité du matériel quantique nécessaire pour résoudre des problèmes qui dépassent le domaine de l'informatique classique, même des supercalculateurs.
Dans le journal, Publié dans Examen physique B , l'équipe démontre comment des algorithmes quantiques optimisés peuvent résoudre le célèbre modèle de Fermi-Hubbard sur du matériel à court terme.
Le modèle de Fermi-Hubbard est d'une importance fondamentale en physique de la matière condensée en tant que modèle pour les matériaux fortement corrélés et une voie pour comprendre la supraconductivité à haute température.
La découverte de l'état fondamental du modèle de Fermi-Hubbard a été prédite comme l'une des premières applications des ordinateurs quantiques à court terme, et un qui offre une voie à la compréhension et au développement de nouveaux matériaux.
Dr Ashley Montanaro, responsable de la recherche et cofondateur de Phasecraft :« L'informatique quantique a des applications d'une importance cruciale dans la science des matériaux et d'autres domaines. Malgré les avancées majeures du matériel quantique récemment, il se peut que nous ayons encore plusieurs années avant d'avoir le bon logiciel et le bon matériel pour résoudre des problèmes significatifs avec l'informatique quantique. Nos recherches portent sur des algorithmes et des optimisations logicielles pour maximiser la capacité du matériel quantique, et rapprocher l'informatique quantique de la réalité.
"Le matériel quantique à court terme aura une taille de dispositif et de calcul limitée. Phasecraft a appliqué de nouvelles idées théoriques et des expériences numériques pour mettre en place une étude très complète sur différentes stratégies de résolution du modèle de Fermi-Hubbard, se concentrer sur les stratégies les plus susceptibles d'avoir les meilleurs résultats et impact dans un avenir proche.
Performance d'algorithmes variationnels dans une simulation bruitée. Crédit :A. Montanaro
"Les résultats suggèrent que l'optimisation sur des circuits quantiques avec une profondeur de porte sensiblement inférieure à un millier pourrait être suffisante pour résoudre des instances du modèle de Fermi-Hubbard au-delà de la capacité d'un superordinateur. Cette nouvelle recherche est très prometteuse pour les capacités à court terme appareils quantiques, amélioration par rapport aux résultats des recherches précédentes d'environ un facteur 10."
Examen physique B , publié par l'American Physical Society, est la première revue spécialisée en physique de la matière condensée. Le document de recherche évalué par les pairs a également été choisi comme suggestion des rédacteurs et pour figurer dans La physique magazine.
Andrew Childs, Professeur au Département d'informatique et à l'Institute for Advanced Computer Studies de l'Université du Maryland :« Le modèle de Fermi-Hubbard est un défi majeur en physique de la matière condensée, et l'équipe Phasecraft a fait des progrès impressionnants en montrant comment les ordinateurs quantiques pourraient le résoudre. Leurs travaux suggèrent que des circuits étonnamment peu profonds pourraient fournir des informations utiles sur ce modèle, le rendant plus accessible au matériel quantique réaliste."
Hartmut Neven, Responsable du laboratoire d'intelligence artificielle quantique, Google :"Tôt ou tard, l'informatique quantique arrive. Développer les algorithmes et la technologie pour alimenter les premières applications commerciales du matériel informatique quantique précoce est le défi le plus difficile auquel le domaine est confronté, que peu sont prêts à assumer. Nous sommes fiers d'être partenaires de Phasecraft, une équipe qui développe des avancées dans les logiciels quantiques qui pourraient raccourcir ce délai de plusieurs années. »
Le fondateur de Phasecraft, le Dr Toby Cubitt :« Chez Phasecraft, notre équipe de théoriciens quantiques de premier plan étudie et applique la théorie quantique depuis des décennies, diriger certaines des meilleures équipes académiques mondiales et de recherche dans le domaine. Aujourd'hui, Ashley et son équipe ont démontré des moyens de se rapprocher de la réalisation de nouvelles possibilités qui existent juste au-delà des limites technologiques d'aujourd'hui."
Phasecraft a clôturé un tour de table record pour une société quantique au Royaume-Uni avec un financement de 3,7 millions de livres sterling d'investisseurs en capital-risque du secteur privé, dirigé par LocalGlobe avec Episode1 avec d'anciens investisseurs. L'ancien fondateur de Songkick, Ian Hogarth, a également rejoint le conseil d'administration de Phasecraft. Phasecraft a déjà levé 750 £, 000 tour de pré-amorçage dirigé par UCL Technology Fund avec Parkwalk Advisors et London Co-investment Fund et a obtenu plusieurs subventions facilitées par InnovateUK. Entre financement en fonds propres et subventions de recherche, Phasecraft a levé plus de 5,5 millions de livres sterling.
Dr Toby Cubitt : « Avec un nouveau financement et un nouveau soutien, nous sommes en mesure de poursuivre nos recherches pionnières et nos collaborations industrielles pour développer l'industrie de l'informatique quantique et trouver des applications utiles plus rapidement."
