Квантовые вычисления уже давно обещают преобразовать отрасли, решая сложные задачи, недоступные классическим компьютерам. Но поскольку сектор быстро развивается, мы начинаем ценить потенциал реальных приложений.

Финский стартап QMill нацелен на устранение критического пробела, устраняя ограничения текущего оборудования для квантовых вычислений.

Основана в июне 2024 года. Команду возглавляют опытные эксперты в области квантовой физики, математики и информатики, в том числе три профессора, шесть докторов наук и один специалист по программе EMBA в области математики, физики, информатики и бизнеса.

Компания уже получила посевной раунд в размере 4 миллионов евро и грант в размере 1 миллиона евро, а сегодня объявила, что Питер Сарлин, соучредитель и старший вице-президент AMD Silo AI, присоединился к ним в качестве бизнес-ангела.

Я поговорил с тремя его соучредителями: генеральным директором доктором Ханну Кауппиненом, техническим директором доктором Вилле Котовиртой и главным научным сотрудником профессором Микко Мёттёненом.

Внедрение готовых к использованию в коммерческих целях алгоритмов на шумных компьютерах среднего масштаба Quantum (NISQ)

Подход QMill заключается в разработке коммерчески жизнеспособных квантовых алгоритмов для компьютеров Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), класса квантовых устройств, которые, как ожидается, будут доступны в ближайшем будущем.

Шумные компьютеры промежуточного масштаба (NISQ) обычно имеют от десятков до нескольких сотен кубитов и значительный уровень квантового шума и ошибок. Эти устройства пока не способны к непрерывной квантовой коррекции ошибок, которая необходима для отказоустойчивых вычислений.

Запатентованные алгоритмы QMill позволяют им использовать аппаратное обеспечение ближайшего будущего для преодоления ограничений компьютеров NISQ, а не ждать более продвинутых квантовых компьютеров с исправлением ошибок.

По словам Котовирты:

«Впервые мы обнаруживаем, что у нас есть алгоритмы, которые обещают квантовое преимущество, которые могут работать быстрее, чем суперкомпьютеры».

Решение проблем верификации в облачных квантовых вычислениях

Одной из самых больших проблем, связанных с современными сервисами квантовых вычислений, является верификация, т.е. гарантия того, что вычисления, выполняемые квантовым компьютером, действительно являются квантовыми по своей природе.

По словам Кауппинена:

«Если вы получаете доступ к квантовым компьютерам, вы, вероятно, получаете к ним доступ через облако, потому что люди и организации редко имеют свои собственные квантовые компьютеры. Люди платят сотни миллионов евро каждый год, чтобы получить доступ к этим квантовым компьютерам.

И в принципе, у них нет той безопасности, что они являются настоящими квантовыми компьютерами на данный момент.

Вы хотите знать, действительно ли вы платите за использование настоящего квантового компьютера или кто-то просто притворяется квантовым компьютером, потому что использование квантового компьютера обходится гораздо дороже, чем классического компьютера».

Многие ранние квантовые системы имеют высокую частоту ошибок, при этом одна из тысячи операций завершается неудачей. Недавно разработанный алгоритм верификации QMill, который в настоящее время находится на стадии патентования, предлагает непрерывное решение для проверки квантовых вычислений на ранних стадиях.

Новые квантовые алгоритмы QMill достигли впечатляющих результатов.

Используя этот алгоритм, квантовый компьютер с 200-кубитной точностью 99,99 процента может найти решение за секунду. Ожидается, что такая машина появится в серийном доступе в 2029 году.

В отличие от этого, решение той же задачи с помощью лучшего традиционного логического алгоритма на суперкомпьютере занимает более десяти минут.

Если количество кубитов увеличить до 290, то суперкомпьютеру потребуется больше года, чтобы решить задачу, хотя квантовый компьютер может решить ее за час.

Другими словами:

• При n = 200 кубитах контроль качества занимает 1 секунду, а Lumi — 11,7 минуты

• Для n = 246 кубитов контроль качества занимает 1 минуту, а Lumi — 3,2 дня

• Для n = 287 кубитов контроль качества занимает 1 час, а Lumi — 566,7 дней

Почему именно квантовые вычисления?

Квантовые вычисления приближаются к переломному моменту.

Кауппинен утверждает, что «рост в основном обусловлен государственными инвестициями. Национальные исследовательские центры и университеты покупают квантовые компьютеры или выигрывают время с помощью квантовых компьютеров для разработки своих алгоритмов».

Например, на этой неделе Центр технических исследований VTT в Финляндии и IQM Quantum Computers завершили и запустили первый в Европе сверхпроводящий квантовый компьютер на 50 кубитов. Теперь он открыт для исследователей и компаний через сервис квантовых вычислений VTT QX.

Кауппинен поделился:

«Мы видим, что есть переломный момент, когда мы действительно достигаем квантового преимущества — когда достаточно мощные квантовые компьютеры достигают максимумаЭто своего рода алгоритмы».

По словам Мётттонена, квантовые вычисления — это золотая середина для стартапов:

«Если бы мы сделали это пять лет назад, будущее квантовых вычислений выглядело бы слишком далеким для инвесторов. Если бы мы подождали еще пять лет, мы не были бы первыми — мы потеряли бы преимущество первопроходца.

Золотая середина была именно сейчас — всего за пару лет до того, как появится коммерческое квантовое преимущество».

Применение в реальных условиях

Компания нацелена на различные сектора. Для телекоммуникационных сетей QMill специализируется на планировании, оптимизации и анализе данных для минимизации затрат на электроэнергию и площадку при максимальном увеличении емкости и эффективности нагрузки.

Его алгоритмы могут помочь в планировании мощностей, производстве, хранении энергии и оптимизации ценообразования в энергетических сетях. Для логистики и дистрибуции сценарии использования включают оптимизацию планирования маршрутов, способов доставки и планирования мощностей для сокращения времени и затрат на распределение.

Кроме того, алгоритмы QMill могут повысить ситуационную осведомленность в режиме реального времени в области безопасности и обороны, анализируя крупномасштабные данные датчиков для достижения оптимальных результатов. Его алгоритмы также могут служить эффективными подпрограммами при разработке материалов, в отношении которых компания открыта к партнерству.

Программное обеспечение QMill снижает барьеры для входа

Вместо того, чтобы создавать квантовое оборудование, QMill фокусируется на бизнес-модели, управляемой программным обеспечением. Ее модель дохода вращается вокруг продажи доступа к собственным квантовым алгоритмам путем лицензирования библиотеки алгоритмов для прямой интеграции в системы клиентов и предоставления доступа через API для запуска алгоритмов на вычислительных платформах NISQ.

Такой подход позволяет компаниям использовать квантовые вычисления без необходимости в глубоких внутренних экспертных знаниях.

Благодаря недавнему финансированию, квалифицированной команде и запатентованным (и подающимся на патент) алгоритмам, QMill в ближайшем будущем внедряет квантовые вычисления в критически важные отрасли для реального использования.

Ведущее изображение: QMill. Фото: в титрах не указано.