Quantum Machines представляет Qualibrate с открытым исходным кодом для ускорения калибровки квантовых систем

Компания Quantum Machines, ведущий поставщик передовых гибридных решений для квантово-классического управления, объявила о запуске Qualibrate (стилизованного под QUAlibrate), фреймворка с открытым исходным кодом, предназначенного для упрощения калибровки квантовых компьютеров. Он позволяет значительно сократить время калибровки с нескольких часов до нескольких минут.

Решая одну из самых серьезных проблем масштабирования квантовых вычислений, новый фреймворк от Quantum Machines обеспечивает быструю модульную калибровку и способствует созданию всемирной экосистемы для разработки и обмена протоколами калибровки.

Фреймворк значительно сокращает время калибровки и предоставляет комплексное решение для разработки, запуска и обмена протоколами калибровки в различных квантовых вычислительных системах. Открытая экосистема Qualibrate позволяет мировым исследователям и компаниям коллективно развивать прогресс, ускоряя путь к практическим квантовым компьютерам.

Калибровка необходима не только для первоначальной настройки, но и для постоянного поддержания производительности квантового компьютера, поскольку она компенсирует дрейф системы во время работы.

По мере расширения квантовых систем сложность калибровки растет в геометрической прогрессии. Например, полная калибровка 100-кубитного сверхпроводящего квантового компьютера с нуля может занять до двух дней. Даже повторная калибровка предварительно откалиброванной системы может занять более часа. Такая неэффективность создает серьезное препятствие при масштабировании на будущие системы с сотнями тысяч кубитов.

"Мы уделяем особое внимание скорости и качеству калибровки - двум факторам, которые иногда противоречат друг другу, и этот баланс влияет на общую производительность квантового компьютера", - заявил Йонатан Коэн, технический директор Quantum Machines. Мы разработали решение с открытым исходным кодом, потому что считаем, что квантовое сообщество лучше всего подходит для совместного решения этой проблемы". Исследователи в академических и промышленных кругах постоянно разрабатывают инновационные алгоритмы и протоколы калибровки. В один прекрасный день команда из Бостона может представить протокол, повышающий точность квантовых операций, а на следующий день европейская компания может разработать метод, ускоряющий калибровку. Для решения этой фундаментальной проблемы необходимо сотрудничество, позволяющее командам мгновенно перенимать и использовать достижения друг друга".

Чтобы решить эту проблему, Quantum Machines создала Qualibrate, калибровочный фреймворк с открытым исходным кодом, который переводит квантовую калибровку из разрозненных сценариев в интегрированную модульную систему. Qualibrate позволяет квантовым исследователям и инженерам разрабатывать многократно используемые компоненты калибровки, собирать их в сложные рабочие процессы и запускать калибровку через интуитивно понятный пользовательский интерфейс. Абстрагируясь от сложности аппаратного обеспечения, платформа позволяет командам сосредоточиться на логике квантовой системы, а не на низкоуровневой реализации.

"Qualibrate стала для нашей организации переломным моментом", - говорит Джон Мартинис, технический директор Qolab. "Автоматизированная калибровка выполняет полную калибровку менее чем за 10 минут - работа, которая раньше занимала до двух часов ручного труда. Это экономит драгоценное время, позволяя нашей команде сосредоточиться на ускорении разработки QPU".

В ходе недавней демонстрации в Израильском центре квантовых вычислений (IQCC) Qualibrate выполнила калибровку нескольких сверхпроводящих кубитов всего за 140 секунд, продемонстрировав скорость и эффективность системы в реальных условиях.

Поскольку Qualibrate имеет открытый исходный код и модульную структуру, новые протоколы калибровки, разработанные исследователями, могут быть быстро распространены, протестированы и усовершенствованы широким сообществом квантовых вычислений.

Компании также могут создавать собственные решения с использованием Qualibrate, интегрируя передовые методы, такие как моделирование квантовых систем и алгоритмы глубокого обучения. Это способствует развитию экосистемы, в которой основные улучшения калибровки распространяются открыто, а специализированные инструменты повышают производительность.

Вместе с фреймворком Quantum Machines выпускает свой первый калибровочный график для сверхпроводящих квантовых компьютеров - готовый к развертыванию, настраиваемый калибровочный пакет.

В этом графике используются функции параллельной калибровки Qualibrate, что значительно сокращает время калибровки. В дальнейшем Quantum Machines и NVIDIA создают программные библиотеки, которые будут интегрировать Qualibrate с такими системами, как NVIDIA DGX Quantum, что позволит еще быстрее выполнять калибровку и получать более точные результаты с помощью моделей машинного обучения.

Компания Quantum Machines была основана в начале 2018 года Итамаром Сиваном (CEO), Йонатаном Коэном (CTO) и Ниссимом Офеком (Chief Engineer). Все трое основателей имеют докторскую степень по физике и обладают обширным опытом в области квантовых вычислений и квантовой электроники.

С момента своего основания компания получила финансирование в размере 280 миллионов долларов от ведущих венчурных фондов, включая PSG Equity, Red Dot Capital Partners, Intel Capital, TLV Partners и Battery Ventures. В Quantum Machines работает около 170 человек, половина из которых базируется в Израиле, а остальные - в Европе, США и других регионах.

Исследователи и инженеры, занимающиеся квантовыми вычислениями, могут начать использовать QUAlibrate немедленно, посетив репозиторий с открытым исходным кодом по адресу: https://github.com/qua-platform/qualibrate.