Polscy naukowcy prowadzą badania z wykorzystaniem obliczeń kwantowych dzięki rozwiązaniom AWS.

1 lutego 2022

Centrum Fizyki Teoretycznej PAN oraz Zespół Wydziału Cybernetyki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie rozpoczęły projekty badawcze z wykorzystaniem Amazon Braket – usług obliczeń kwantowych udostępnianych przez Amazon Web Services (AWS) w chmurze. Polscy naukowcy będą tworzyć, testować i przeprowadzać eksperymenty na symulatorach obliczeń kwantowych.

Komputery kwantowe to systemy, który działanie jest oparte na fizyce kwantowej. W przeciwieństwie do zwykłych komputerów, które operują na bitach, mogących przyjmować wartość „0” albo „1”, podstawą działania kwantowych komputerów są kubity (czyli bity kwantowe) przyjmujące tzw. superpozycję, w której „0” i „1” występują w tym samym czasie. Powszechnie uważa się, że systemy te będą w stanie rozwiązać problemy, z jakimi nie radzą sobie tradycyjne komputery. Jak wynika z raportu McKinsey obecna wartość rynku obliczeń kwantowych wynosi 80 miliardów dolarów, a w samym 2021 r. wielkość ogłoszonych inwestycji w start-upy zajmujące się komputerami kwantowymi przekroczyła 1,7 mld USD, czyli ponad dwukrotnie więcej niż w 2020 r. Co ważne Unia Europejska obok Chin przeznacza najwięcej środków na rozwój technologii kwantowych.

AWS wspiera naukowców, którzy chcą wykorzystać usługi, oprogramowanie i narzędzia hostowane w chmurze za pośrednictwem programu AWS Cloud Credit for Research. Wsparcie kredytowe obejmuje również obliczenia kwantowe i naukowców, którzy chcą wykorzystać najnowocześniejszy sprzęt i symulatory kwantowe. Dwie grupy badawcze w Polsce otrzymały niedawno kredyty w ramach programu AWS Cloud Credit for Research.

Pierwsze kredyty przypadły zespołowi w Centrum Fizyki Teoretycznej PAN. Zespół Quantin Research Group prof. Michała Oszmańca zajmuje się zarówno teoretycznymi, jak i stosowanymi aspektami obliczeń kwantowych i realizuje szereg celów naukowych w zakresie charakteryzacji i łagodzenia błędów w krótkoterminowych komputerach kwantowych. Badania skoncentrują się na wydajnych obliczeniowo metodach badania i łagodzenia skutków szumu i przesłuchu podczas procesu pomiarowego w kubitach nadprzewodzących. Szum pomiarowy jest jednym z głównych źródeł błędów dostępnych obecnie urządzeń kwantowych. Poprawa jakości pomiarów odgrywa istotną rolę w praktycznych zastosowaniach komputerów kwantowych.

Inny zespół na Wydziale Cybernetyki Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie, kierowany przez dr. Krzysztofa Kanciaka, zajmuje się zastosowaniami komputerów kwantowych do zabezpieczenia kryptograficznego powszechnych szyfrów. Wykorzystują kredyty AWS CCR, aby wdrożyć oparte na algorytmie podejście Grovera do znalezienia tajnego klucza na sprzęcie kwantowym dostępnym za pośrednictwem Amazon Braket.

Komputery kwantowe będą w stanie rozwiązać wiele problemów, które są obecnie poza zasięgiem klasycznych maszyn obliczeniowych. Ma to szczególne znaczenie dla społeczności naukowej. Jednocześnie oczywistym wyzwaniem pozostaje dostępność komputerów kwantowych. Tutaj naturalną odpowiedzią jest udostępnianie tych systemów w formie usług chmurowych. AWS rozpoczął już regionalną ekspansję usług Amazon Braket w Europie. W pierwszym kwartale 2022 r. zapewnimy dostęp do pierwszej publicznie dostępnej jednostki przetwarzania kwantowego (QPU) z Oxford Quantum Circuits (OQC) i rozszerzymy dostępność tej usługi z naszych data center w Europie. Liczymy, że w niedługim czasie więcej polskich uczelni rozpocznie prace nad obliczeniami kwantowymi z wykorzystaniem rozwiązań AWS – mówi Dariusz Matczak, Public Sector Account Manager w Amazon Web Services.

Oba projekty przyczynią się do lepszego zrozumienia technologii obliczeń kwantowych i jej zastosowań w świecie akademickim i biznesowym. Projekty te są częścią stałego wsparcia AWS ukierunkowanych i niezależnych badań w dziedzinie obliczeń kwantowych na całym świecie. Jeśli prowadzisz badania w dziedzinie obliczeń kwantowych, możesz dowiedzieć się więcej o Amazon Braket tutaj lub skontaktować się z nami za pośrednictwem poczty e-mail, swojego menedżera konta AWS lub programu AWS Cloud Credit for Research.