Нові дослідження прискорюють квантові обчислення

“Те, що ми наполягаємо, – це бачити більш широкий спектр благань щодо використання квантових обчислень для вирішення проблем, особливо пов’язаних з енергією”, – сказав Бо Пенг.

Террі Гертон

30 травня 2025 року 9:30 ранку

6 хвилин для читання

гість:	Bo Peng
Назва:	Вчений -обчислювальний вчений з Національної лабораторії Тихоокеанського північного заходу
Короткий зміст:	Очікується, що квантові комп’ютери значно прискорять обчислення. Але вони настільки відрізняються від сьогоднішніх комп’ютерів, що вченим потрібно визначити найкращий спосіб надати інформацію, щоб максимально використати її. Нові дослідження в Національній лабораторії Тихоокеанського північного заходу забезпечують новий підхід.

Федеральний драйв Террі Гертона Надайте експертну інформацію про поточні справи у федеральній спільноті. Читайте більше інтерв’ю, щоб дізнатися про щоденні новини та аналіз, які впливають на федеральну робочу силу. Зверніться до Terry та Terry та Federal Drive виробників за адресою federaldrive@federalnewsnetwork.com.

https://www.youtube.com/watch?v=32z92-emcvc

Стенограма інтерв’ю:

Террі Гертон Ну, я мушу сказати вам, що я не знаю багато про квантові обчислення, тому через кілька хвилин ви можете повідомити мені про те, які проблеми потребують квантових обчислень для вирішення і що робить це таким складним?

Bo Peng Коротше кажучи, квантові обчислення – це лише інший тип обчислень. З мого розуміння, ці математичні уявлення в основному такі ж, як традиційні класичні розрахунки. Отже, це означає, що це може бути не універсальним. Це може бути не загальним вибором для кожної обчислювальної задачі, з якою ви стикаєтесь. Отже, це означає, що ви повинні спочатку розробити проблему. Потім ви розглядаєте, чи можете ви використовувати квантові обчислення на основі квантової механіки для вирішення таких проблем. Так, коротше кажучи, ви повинні бути справді знайомі з квантовою механікою, а потім копатися в квантових обчисленнях, щоб зрозуміти, яка проблема може бути придатною для квантових обчислень.

Террі Гертон Тому, як і багато наукових питань, визначення проблем є ключовою його частиною. Нещодавно ваша команда випустила прорив, який спрощує підготовку даних, необхідну для квантових обчислень. Розкажіть більше про свої висновки.

Bo Peng Так, в основному, що ми усвідомлюємо, – це квантовий алгоритм, який ви розвиваєте, і ми все ще живемо в класичному світі. Це означає, що весь робочий процес квантових обчислень повинен бути змішаний. Це означає, що ми повинні підготувати перекладача для перетворення наших класичних даних у щось, що можна обробити за допомогою квантових комп’ютерів. Потім поверніться до нашого класичного світу, щоб ми могли його прочитати. Ключовим моментом цього процесу є те, як ми готуємо класичні дані, щоб квантовий комп’ютер міг читати та працювати, і могли виводити все, що може бути корисним. Тоді наша робота в основному – це те, як ми можемо їх підготувати з класичних даних (ми називаємо це квантовими даними). Насправді виявляється, є дуже важким завданням, оскільки навіть для дуже маленької молекули або дуже малої системи виявляється, що її можна перетворити на компоненти, як мільйони, і навіть іноді десятки мільйонів, які будуть використані для квантових обчислень. Тоді наша робота полягає в тому, щоб спростити етапи процесів цих даних, використовуючи деякі існуючі класичні обчислювальні засоби та алгоритми, що робить його таким ефективним. Тоді це один із необхідних будівельних блоків сучасних квантових обчислювальних робочих процесів. Як я вже сказав, це треба змішати. Отже, перш ніж перейти до квантових обчислень, вам потрібно використовувати цей крок для підготовки квантових даних.

Террі Гертон Тож я думаю, що я отримав. Це все про те, щоб полегшити комп’ютер виконувати роботу, правда?

Bo Peng Так, ви можете це зрозуміти.

Террі Гертон Назва процесу дуже крута: Пікассо. Розкажіть, чому ви вибираєте його і як це стосується попередньої обробки даних.

Bo Peng Так, ми названі на честь Пікассо, оскільки, виходячи з процесу графічного затінення, в основному припускають, що ви стикаєтесь з десятками тисяч того, що ми називаємо вершинами, які є лише одним елементом при виконанні цих квантових обчислень. Що ми хочемо зробити, це те, що ви не хочете спочатку вмістити кожен елемент у квантові обчислення. Те, що ви хочете зробити, це спершу групові ці елементи, щоб кількість цих елементів зменшилася. Потім він адаптується до квантового комп’ютера в керованому розмірі. Тоді в цьому процесі існує дуже важливий алгоритм під назвою Graph Shading. Ось чому ми асоціюємо цей процес з назвою, тому що ми знаємо, що художники також добре маніпулюють кольорами та шедеврами шедеврів художників.

Террі Гертон Мені подобається асоціювати шедеври живопису з квантовими обчислювальними шедеврами. Я розмовляю з доктором, він є вченим -обчислювальником у Північно -Західній національній лабораторії Міністерства енергетики. Тож я знайшов ще одну частину захоплюючою. Я маю на увазі, що квантові обчислення – це величезна сфера влади, особливо між Сполученими Штатами. Ви та ваша команда розмістили код для цього рішення у загальнодоступному доступі на Github. Розкажіть, чому ви зробили вибір.

Bo Peng Оскільки ми є федеральними агенціями, ми отримуємо кошти від грошей платників податків. Тоді що нам робити? Він повинен служити громадськості та служити людям. Отже, я думаю, що це головна мотивація для нас розробити з відкритим кодом усього нашого розвитку.

Террі Гертон Хто ще може отримати доступ до цієї інформації у просторі з відкритим кодом, крім Національної лабораторії?

Bo Peng Я думаю, що люди, які мають доступ до Github, повинні мати можливість отримати доступ до цих подій та того коду, який ми розробляємо.

Террі Гертон Тож тепер, коли ви їх помістили туди, ви перевірили цей процес, які впливи на квантові обчислення та, можливо, вплив на федеральні операції ширше?

Bo Peng Наразі ми наполягаємо на тому, щоб побачити більш широкий спектр запитів використовувати квантові обчислення для вирішення проблем, особливо пов’язаних з енергією. Як я вже сказав, дуже важливим аспектом мислення про весь процес є те, чи можемо ми розробити проблему, щоб ми могли використовувати цей конкретний тип розрахунку для її вирішення. Тоді це не тільки ми не тільки сидимо за столом, а просто розробляємо сам алгоритм. Ми також шукаємо корисні додатки, особливо в нашому PNNL, і ми розглядаємо, чи можна використовувати квантові обчислення для вирішення традиційних проблем з квантовою хімією або проблем з сіткою, які пов’язані з оптимізацією або на іншій іншій класичній обчислювальній території (наприклад, інші проблеми). Це все ще активне поле досліджень.

Террі Гертон То який наступний крок у вашому дослідженні?

Bo Peng Отже, ми зосереджуємось на цих основних роботах і зосереджуємось на створенні масштабованої та пристосованої квантової класичної рамки. Таким чином, це варіюється від того, що ми робимо в цій роботі, як ми намагаємося перетворити його на входи для квантових обчислень, а потім вирішити цю квантову проблему, а потім вирішити відповідну квантову проблему, що використовується в існуючих квантових комп’ютерах, а потім спробуйте використовувати відповідну квантову проблему, що використовується у виході, а потім спробувати в основному спробувати вплинути на деякі області, особливо енергетичні регіони. Тому ключові моменти цього робочого процесу – це нове математичне зображення та розвиток алгоритму. Тоді те, що ми робимо, і те, що ми зробили досі, тісно пов’язане з ним, масштабованим та квантовим класичним робочим процесом.