La DARPA chiede ai ricercatori di Raytheon BBN e USC di testare i limiti del calcolo quantistico per le applicazioni militari

ARLINGTON, Virginia – I ricercatori militari statunitensi stanno chiedendo a due organizzazioni di ricerca di trovare nuovi modi per misurare l’utilità a lungo termine della tecnologia di calcolo quantistico di prossima generazione per le applicazioni militari.

Funzionari della US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ad Arlington, in Virginia, hanno annunciato a febbraio contratti con Raytheon BBN a Cambridge, Mass., e con la University of Southern California (USC) a Los Angeles per il programma Quantum Benchmarking.

La DARPA chiede a Raytheon BBN e USC di determinare se l’industria possa progettare benchmark specifici dell’applicazione e indipendenti dall’hardware per testare l’utilità e le migliori applicazioni per i computer quantistici, oltre a stimare le risorse hardware necessarie per le operazioni di calcolo quantistico.

Raytheon BBN ha vinto un contratto da 2,9 milioni di dollari il 24 febbraio. 2022 e USC ha vinto un contratto da 4,1 milioni di dollari il 23 febbraio. 2022 per il programma DARPA Quantum Benchmarking.

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Ci si aspetta che le future generazioni di informatica quantistica risolvano problemi informatici di dimensioni e complessità senza precedenti, o quelli che i computer più potenti di oggi non sono in grado di risolvere. Il calcolo quantistico rappresenta un nuovo paradigma informatico che sfrutta i fenomeni quantomeccanici di sovrapposizione e entanglement per creare stati che scalano esponenzialmente con il numero di bit quantistici.

Gli esperti ritengono che i computer quantistici nei prossimi decenni rivoluzioneranno campi scientifici e tecnici come l’apprendimento automatico, la chimica quantistica, la scoperta di materiali, la simulazione molecolare, la fisica a molti corpi, la classificazione, la dinamica non lineare, l’ottimizzazione della catena di approvvigionamento, la scoperta di farmaci, la catalisi delle batterie, la genomica analisi, fluidodinamica e previsione della struttura delle proteine.

Per alcuni di questi esempi, i computer quantistici dovrebbero essere utili simulatori. In altri, ci si aspetta che i computer quantistici gestiscano una complessità combinatoria intrattabile per i computer convenzionali.

Ciò che gli informatici di oggi non sanno, tuttavia, è quali dimensioni, qualità e configurazione dei computer quantistici consentirebbero tipi di progressi di cui gli integratori di sistemi militari avranno bisogno in futuro.

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Restano ancora da rispondere a domande come quali applicazioni potrebbero trarre il massimo vantaggio dall’informatica quantistica e con quale tipo di ridimensionamento; come possono gli integratori di sistemi comprendere la nuova capacità computazionale di base del calcolo quantistico; e di che tipo di metriche e procedure di test hanno bisogno gli scienziati per quantificare i progressi verso le capacità di calcolo quantistico.

È qui che entra in gioco il progetto DARPA Quantum Benchmarking. Il progetto cerca di distillare parametri di riferimento affinché l’utilità quantistica sia utile per applicazioni specifiche su scale specifiche, in particolare utilizzando i tipi di metriche adatte a guidare la ricerca e lo sviluppo.

I contraenti di Quantum Benchmarking creeranno nuovi benchmark che misureranno quantitativamente i progressi verso specifiche sfide computazionali. Parallelamente, il programma cerca di stimare l’hardware del computer necessario per misurare le prestazioni del benchmark. I benchmark del progetto saranno indipendenti dall’hardware per problemi in cui molto probabilmente saranno necessari approcci quantistici.

Gli appaltatori di Quantum Benchmarking quantificheranno l’utilità a lungo termine dei computer quantistici risolvendo alcuni problemi difficili da un elenco di applicazioni in una varietà di domini militari e raggruppando queste applicazioni in base a capacità abilitanti comuni.

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Raytheon BBN e USC svilupperanno anche procedure di test per quantificare i progressi nella ricerca; creare benchmark multidimensionali scalabili; e sviluppare strumenti per stimare le risorse hardware quantistiche necessarie per capacità militari difficili da raggiungere.

Le due organizzazioni analizzeranno le applicazioni che richiedono computer quantistici universali e tolleranti ai guasti su larga scala; stime delle risorse classiche e quantistiche necessarie per eseguire algoritmi quantistici su larga scala; applicazioni di tolleranza agli errori e correzione degli errori; e paradigmi di calcolo quantistico non tradizionali.

I ricercatori di Raytheon BBN e USC si concentreranno su due aree tecniche: approcci indipendenti dall’hardware e approcci specifici dell’hardware.

Per ulteriori informazioni contattare Raytheon BBN online su www.raytheonintelligenceandspace.com/what-we-do/bbn, USC su https://research.usc.edu o DARPA su www.darpa.mil/program/quantum-benchmarking.

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