欧洲超级计算机将由匈牙利顶尖大学参与建造
3月1日启动了名为开放超导量子计算机的项目,联合了来自10个欧洲国家的28个研究合作伙伴,旨在开发1000量子位量子计算机。
匈牙利的科学研究所,自然科学学院 布达佩斯科技经济大学 (BME TTK)和维格纳物理研究中心通过提供理论支持参与为量子计算机发展做出贡献的OpenSuperQPlus项目,这两个机构将参与量子纠错和容错计算的各种方法的开发,同时也参与量子计算机运行所必需的软件程序的设计,研究活动将由自然科学学院理论物理系副教授雅诺斯 · 卡罗利 · 阿斯博斯和安德拉斯 · 帕利伊负责监督, bme.hu 写道.
该项目计划持续到2030年,为期七年的合作强烈依赖于研究团队的贡献以及1000量子位量子计算机开发的预期成果。在第一阶段的3.5年里,该联盟正在开发多个用于评估硬件和软件的系统以及最初用于特殊应用的100量子位量子计算机。在该项目的第二阶段,科学家们将研究1000量子位量子计算机的关键组件,并确定先进发展的技术方向。该项目预计将引发化学工业、材料科学、优化挑战和机器学习的重大变化。
“我们正在将欧洲专家聚集在一起,在一个统一的框架下,无论是公共部门还是私营部门,处理这种量子计算系统的所有组件。击败量子计算机中的错误并扩大其规模的技术挑战需要欧洲杰出量子生态系统的所有人员齐头并进。”德国 Forschungszentrum Julich 的 Frank Wilhelm-Mauch 协调员 Frank Wilhelm-Mauch 强调,谈到了合作的目标。
OpenSuperQPlus 项目获得了 2000 万欧元的资金 欧盟的地平线欧洲 thematic programme。BME的自然科学学院为该项目的第一阶段获得274000欧元的资金,用于参与者的科学研究活动。
Bme。hu就该项目采访了理论物理系副教授、维格纳物理研究中心高级研究员雅诺斯 · 阿斯博思, 以下是采访内容不变:
BME:我们这些天听到了很多关于量子计算机的消息,世界上已经使用了什么类型的量子计算机?
雅诺斯·阿斯博斯: 由于这项技术仍处于起步阶段,现在只有量子计算机原型可用,它们的工作功率为低量子位,并且具有相当嘈杂的部分。目前,即使是最先进的硬件仍然使用超导电路,而使用真空漂浮原子的量子计算机也有希望。美国和欧洲的科技巨头和初创公司都基于这些硬件构建了大约 100 量子位的计算机。当今最好的可能是 IBM 和 Google 的量子计算机,两者都基于超导电路。Google 的 72 量子位芯片相当可靠且快速,而 IBM 成功地在芯片上集成了 433 量子位,尽管其可靠性可能要差得多。在学术界,以项目名义开放是指开放开发,最杰出的超导量子计算机之一是由苏黎世的 ETH 构建的,虽然它只有 17 量子位,但这是第一个通过重复测量实现量子纠错的设备。这一开发是 OpenSuperQ 项目的一部分,该项目现在以 OpenSuperQPlus 的名义继续进行。
BME:匈牙利合作伙伴如何参与新项目?
雅诺斯·阿斯博斯: Wigner研究中心和BME TTK将通过理论研究为项目的成功做出贡献,一方面,他们正在研究可能使用什么算法程序来提高待建量子计算机原型(s)的可靠性,另一方面,他们正在研究哪些任务已经可以由这些原型处理,包括量子化学计算,但也包括机器学习的某些组成部分。
BME:当你说他们的可靠性需要提高时,你的意思是他们不够可靠,他们可能会犯错误?
雅诺斯·阿斯博斯: 如今的量子计算机原型包含的量子位数量很少,而且非常不可靠。即使不放任不管,量子位也容易失去量子特性。我们不仅不放任不管,而且对它们运行各种操作,其中涉及的误差幅度为百分之十。最重要的是,量子计算机的位读出误差也非常高,约为 1% 至 2%。提高其可靠性是一项巨大的技术挑战,软件和统计手段也可以提供帮助。这就是 BME 对 OpenSuperQPlus 做出贡献的地方:我们正在开发算法解决方案,可以帮助减少量子计算机产生的噪声的影响。
BME:他们有多不可靠,有没有参考计算机或者他们的计算与传统计算机相比?
雅诺斯·阿斯博斯: 出于基准测试的目的,我们知道解决方案的计算可以在量子计算机上运行。这可以测量各个组件的噪声水平。
BME:你认为传统计算机还会存在,甚至会得到开发吗?
雅诺斯·阿斯博斯: 绝对!量子计算机不太可能用于日常计算任务:传统计算机对于文字处理、网页浏览和内容消费等活动更具成本效益。量子计算机也不适合数据存储,因为其比特的微妙量子条件比传统计算机更容易暴露在噪音中。
BME:这些量子计算机可以在哪些领域和目的上使用?
雅诺斯·阿斯博斯: 量子化学计算的加速很可能是第一个应用领域。化学和制药行业都可以从对复杂化学反应理论的理解中受益,因为这可能会导致更高效的制造过程,例如更高能效的塑料生产或开发更好的药品。很容易看出,能够在其位中生成量子纠缠的量子计算机如何可用于使用量子纠缠对化学反应进行建模。未来量子计算机可用于哪些其他应用的答案仍不清楚,但许多人正在认真思考。
BME:为什么这个项目对欧盟很重要?
雅诺斯·阿斯博斯: OpenSuperQPlus为支离破碎的欧洲量子计算机开发者社区提供了资源,以协调他们的努力,以便在量子计算机的建设方面跟上美国和中国的目标,通过欧洲科学家的合作,在2026年之前建造一台100量子位的超导量子计算机,并在这十年中在学术/研究领域建造一台1000量子位计算机,这些听起来可能像是雄心勃勃的目标,但美国领先的量子计算公司(IBM,Google)的发展目标更加大胆,还必须注意的是,发展进展的差距不仅与美国和欧洲有关,而且与学术界和私营部门有关,这就是为什么该项目在名称中带有’开放’一词,因为其雄心是进行开放的科学发展。
BME:财团成立时,您是如何与财团联系的?
雅诺斯·阿斯博斯: BME,维格纳物理研究中心和ELTE关于量子信息的研究团队在量子信息国家实验室一起工作,这是我们加入理论方面的OpenSuperQPlus的想法首次被接受。我们在我们现有的个人关系的基础上,在正确的时刻写信给联合体的负责人Frank Wilhelm-Mauch。他熟悉我们的研究项目,并认为我们的参与对联合体有用。
BME:是否可能,如果可以,如何从这些国际项目中受益于教学和自己的研究?您是否能够让学生参与该项目?
雅诺斯·阿斯博斯: 是的,我们已经依赖活跃于研究领域的 BME TTK 学生:理学学士、理学硕士和博士学位都在与我们合作。这项研究在 BME TTK 的量子物理和量子计算学科以及与国际领先研究人员的密切合作方面也有许多好处,使我们能够为教师的学生提供最先进和有竞争力的知识。
BME:邀请哪些学生参与该项目?
雅诺斯·阿斯博斯: 我们的一些学生也已经朝着项目定义的目标努力;这是我们能够加入的原因之一。这些学生的研究项目现在将进行调整,让他们更多地参与联盟的工作。该项目自动为他们提供了一个界面,一个他们可以加入尖端研究并与外国科学家密切互动的平台。
BME:你已经开始工作了吗?你预计你需要投入多少时间来进行项目下的研究?
雅诺斯·阿斯博斯: 3月1日开始工作,并且由于欧盟的管理程序相当缓慢,我们尚未签署联合体协议但已经进行了初步的在线会议,我们的启动会议定于5月底,这是我们现在正在准备的,我们已经联系了其他参与者,他们和我们一样,将参与到工作的理论方面,我们的大部分研究时间将致力于这个项目,但是,正如我之前所说,这不会是一个重大变化,因为我们自己的研究主题和项目的目标在很大程度上重叠。
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