QMill teki kvanttipiirien pakkaamisessa ennätyksellisen harppauksen LUMI-supertietokoneen avulla
Kvanttilaskentayritys QMill on tehnyt maailmanennätyksen kvanttipiirien pakkaamisessa ja lanseerannut tekoälypohjaisen QMill Circut Compression -palvelun ennätysajassa. Laskenta tehtiin LUMI-supertietokoneella.
Vajaa kaksi vuotta sitten perustettu QMill on espoolainen kvanttilaskentayritys, joka kehittää kvanttialgoritmeja ja -ohjelmistoja lähitulevaisuuden kvanttitietokoneille. Kvanttilaskennan todellinen hyötykäyttö lähenee vauhdilla laitteistojen ja ohjelmistojen kehitystyön edetessä. QMillin ennätyksellinen kvanttipiirien pakkausmenetelmä auttaa hyödyntämään kvanttilaitteita tehokkaammin. Kun laskentavälineet ovat käyttövalmiit ja toimialalle alkaa virrata investointeja, on syytä olla valmiina.
”QMillin tavoitteena on aikaistaa käytännön kvanttiedun saavuttamista, jotta eri toimialat pääsevät hyödyntämään kvanttilaskentaa mahdollisimman pian. Kvanttipiirien pakkaaminen parantaa laskennan tarkkuutta, nopeuttaa suoritusta ja tekee prosessista luotettavamman – nämä ovat kriittisiä parannuksia nykyisten laitteistojen kannalta”, kertoo Hannu Kauppinen, QMillin toimitusjohtaja ja yksi perustajista.
Puolessa vuodessa ideasta valmiiksi kvanttituotteeksi
Tekoälyä hyödyntävä palvelu koulutettiin LUMI-supertietokoneen laskentaresursseilla. Helppokäyttöinen QMill Circuit Compression -palvelu on saanut pilottikäyttäjiltä erittäin hyvää palautetta. Palvelu tarjoaa tutkijoille ja kehittäjille ennätyksellisen tekoälypohjaisen pakkausmenetelmän, joka vähentää porttien määrää ja piirien syvyyttä tyypillisesti 20–50 prosentilla. Portit ovat peruskäskyjä, jolla kvanttikoneen toimintaa ohjataan. Portteja ladotaan peräkkäin kvanttipiiriksi, jonka syvyys kuvaa, miten monta ohjauskäskyä tarvitaan tietyn algoritmin suorittamiseksi. Kvanttitietokoneet ovat vielä herkkiä häiriöille ja virheille, joten mitä vähemmällä määrällä portteja tulos voidaan laskea, sen luotettavampi ja käyttökelpoisempi tulos on.
”Olemme saavuttaneet tekoälyn avulla ennätyksellisiä tuloksia piirien pakkaamisessa eri valmistajien porttisarjoilla. Tämä on esimerkki tapauksesta, jossa käsillä on huippuluokan tutkimustuloksia, joista näkee saman tien niiden hyödyn. Tutkimustulostemme tuotteistus onnistui nopeasti – voisi sanoa, että ennätysajassa. Tässä kehityksessä LUMI-supertietokone oli ensiarvoisen tärkeä työkalu”, sanoo Mikko Möttönen, QMillin johtava tutkija sekä yksi perustajista.
LUMI-supertietokone oli työssä keskeisessä roolissa. Myös kvanttialgoritmien kehittäminen vaatii superlaskentaa.
”Testaamme LUMIlla toimivatko kvanttipiirimme oikein ja tehokkaasti sekä miten ne skaalautuvat, kun kasvatamme kubittien määrää. Käytämme LUMIa myös algoritmien vertailuun eli selvitämme, miten hyvin ongelma ratkeaa klassisten algoritmien avulla supertietokoneella verrattuna kvanttialgoritmiin”, QMillin teknologiajohtaja Ville Kotovirta kertoo. ”Tästä on hyvä jatkaa laajemman algoritmi- ja ohjelmistokehitystyön parissa.”
Yhteistyö QMillin kanssa on ollut hedelmällistä myös CSC:lle.
”Yhteistyö QMillin kanssa on auttanut meitä kehittämään palvelujamme asiakaslähtöisesti. Tässä tapauksessa tuloksena on sekä kehittynyt palvelualusta että todella mielenkiintoinen lopputuote. Kvanttipiirien tiivistäminen on malliesimerkki siitä, miten perinteisellä suurteholaskennalla voidaan tehostaa kvanttilaskentaa merkittävästi. Tämäntapainen yhteiskäyttö lisääntyy voimakkaasti ympäristöömme kytkettyjen kvanttilaskimien tehon jatkuvasti kasvaessa. Kun supertietokoneiden raaka suorituskyky yhdistyy kvanttilaskennan erityisvahvuuksiin, hybridilaskenta avaa tutkimukselle ja sovelluskehitykselle aivan uusia ovia”, sanoo Mikael Johansson, kvanttiteknologioiden päällikkö CSC:llä.
Kuva: QMill
Lue lisää
Dan Still
Dan Still vastaa teollisten kumppanuuksien ja verkostojen rakentamisesta, teollisen HPC käytön tehostamiseksi.