东北大学和NEC 公司（NEC；TSE：6701）已开始使用 NEC 和日本国家先进工业科学技术研究所(AIST) 开发的 8 量子位量子退火机进行计算机系统的联合研究。

本研究中使用的8量子位量子退火机是采用超导技术与ParityQC架构^（*1）相结合而新开发的。因此，该机器具有抗噪声能力，并且能够扩展到全连接的量子退火架构，同时保持长时间的量子叠加态。

这是日本第一台国产量子退火机，可以通过互联网从外部访问。此次联合研究也是第一个使用该机器的项目。

 

使用新开发的8量子位量子退火机进行联合研究

■量子退火机的特点

解决复杂的社会问题需要从大量的选项中得出最佳组合（组合优化问题的解决方案）。为了高速且高精度地解决组合优化问题，NEC 和 AIST 正在开发使用超导参量子(*3) 的量子退火机^(*2 )。

使用超导参数使该量子退火机具有抗噪声能力，并可实现较长的相干时间（维持量子状态的持续时间）^（*4）。在多量子位实现过程中，相干时间通常会缩短。然而，除了超导参量子的抗噪声特性外，该机器通过采用与参量子高度兼容的耦合技术ParityQC架构，即使在多量子位实现中也能保持较长的相干时间。这些功能使得能够高速、高精度地计算现实世界的组合优化问题。

关于这两项技术，NEC 已于 2022 年 3 月成功演示了由四个量子位组成的单位单元的运行^（*5）。最近，它通过排列晶胞成功开发了由八个量子位组成的量子退火机。

 

新开发的基于长相干时间晶胞的8量子位芯片

■东北大学和NEC的联合研究

东北大学和NEC从1958年开始对高性能计算技术进行联合研究。2014年，在东北大学网络科学中心（NEC）内成立了“高性能计算联合研究部（NEC）” ^{。 *6)}进行旨在解决各种科学和社会问题的研究。在当前的联合研究中，东北大学和NEC将研究上述量子退火机在现实世界中存在的许多组合优化问题中的应用，例如导出最佳疏散路线以减轻海啸淹没造成的损害和伤害。

在此联合研究之前，东北大学和 NEC 已经在日本文部科学省 (MEXT) 下一代研究和开发项目下致力于开发量子退火辅助的下一代超级计算平台^(*7)自2018年以来，该举措旨在进一步提高矢量超级计算机的性能和复杂程度，矢量超级计算机在许多实际应用中表现出高处理能力，并通过矢量超级计算机与量子和模拟量子退火的功能互补来开发一个新的超级计算平台，专门用于组合优化问题。为了表彰这些在量子退火方面的举措，东北大学被日本内阁府认可为“量子解决方案中心” ^（*8）。

在目前的联合研究中，NEC和AIST开发的基于超导参量子的8量子位量子退火机将通过互联网提供给东北大学。^{作为这项联合研究的一部分，东北大学和NEC将利用量子退火机和在东北大学安装的矢量超级计算机“SX Aurora TSUBASA” （*9）}上运行的模拟量子退火机（NEC矢量退火）来利用量子退火机和模拟量子退火机的特点^（*10）。展望未来，东北大学和NEC将共同开展计算系统架构研究，以解决复杂的社会问题。此外，他们还将探索量子退火独特的用例，量子退火具有执行高速计算的潜力。

除了东北大学安装的模拟量子退火机外，NEC和东北大学还将通过互联网使用在AIST安装的量子退火机。研究人员将考虑通信延迟和其他因素的影响来检查两台机器的整体配置，并将结果反馈给量子退火和模拟量子退火机器的未来发展。此外，为了以量子退火的速度和精度解决现实世界中的问题，他们将研究如何优化地分配两台机器的计算量，并努力提高它们的实用性。

东北大学和NEC将以此次联合研究为契机，进一步加速量子计算技术的社会实施。

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本文由日本NEC锂电池中国营销中心于2023-07-01 20:08:55 整理发布。
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