A Atos anuncia o Q-score, a única ferramenta de medição universal para avaliar o desempenho e a superioridade quántica

Lisboa, 4 de dezembro de 2020 - A Atos apresenta "Q-score", a primeira referência universal para métricas quánticas, aplicável a todos os processadores quánticos programáveis. O Atos Q-score mede a eficácia de um sistema quántico no tratamento de problemas da vida real, aqueles que não podem ser resolvidos por computadores tradicionais. O Q-score reafirma o compromisso da Atos em fornecer benefícios iniciais e concretos da computação quántica. Nos últimos cinco anos, a Atos tornou-se pioneira em aplicações quánticas graças à sua participação em várias alianças industriais e académicas e projetos financiados, trabalhando em conjunto com os industriais para desenvolver casos de uso que podem ser acelerados pela computação quántica.

"Perante o surgimento de uma variedade de tecnologias de processamento e abordagens de programação, as organizações que procuram investir em computação quántica precisam de uma ferramenta de confiança para as ajudar a escolher o caminho mais eficiente para. Por não depender de hardware, Q-score é uma métrica objetiva, simples e justa", disse Elie Girard, CEO da Atos. "Desde o lançamento do 'Atos Quantum' em 2016, o primeiro programa da indústria de computação quántica da Europa, o nosso objetivo continua o mesmo: avançar na investigação e no desenvolvimento de aplicações industriais e abrir caminho para a superioridade quántica”.

 

O que é que o Q-score mede?

Hoje, o número de qubits é a figura de medição mais comum para avaliar o desempenho de um sistema quántico. No entanto, os qubits são voláteis e variam muito em qualidade (velocidade, estabilidade, conectividade ...) de uma tecnologia quántica para outra (supercondutores, íons aprisionados, silício, fotónica ...), o que o torna uma ferramenta de referência imperfeita. Ao focar na capacidade de resolver problemas de otimização combinada bem conhecidos, o Atos Q-score irá fornecer aos centros de investigação, universidades, empresas e líderes de tecnologia resultados explícitos, de confiança, objetivos e comparáveis ​​ao resolver problemas de otimização do mundo real.

O Q-score mede o desempenho real dos processadores quánticos na resolução de um problema de otimização, representativo da era da computação quántica de curto prazo (NISQ - Noisy Intermediate Scale Quantum). Para fornecer uma estrutura de referência para comparar os resultados e manter a uniformidade, o Q-score é baseado num problema de otimização combinada padrão, o mesmo para todas as avaliações (o problema Max-Cut, semelhante ao conhecido TSP - Travelling Salesman Problem. Ver mais abaixo). A pontuação é calculada com base no número máximo de variáveis ​​dentro de um problema deste tipo, que uma tecnologia quántica pode otimizar (ex: 23 variáveis ​​= 23 Q-score ou Qs).

A Atos irá organizar a publicação de uma lista anual dos processadores quánticos mais poderosos do mundo. O primeiro relatório, previsto para 2021, irá incluir as autoavaliações reais fornecidas pelos fabricantes.

Com base num pacote de software de acesso aberto, o Q-score é construído em 3 pilares:

  • Impulsionado pelas aplicações: Q-score é o único sistema métrico baseado em algoritmo quántico disponível a curto prazo que mede a capacidade de um sistema quántico para resolver problemas operacionais práticos;
  • Abertura e facilidade de uso: Q-score, universal e gratuito, se beneficia da abordagem de tecnologia neutra da Atos. O seu pacote de software, incluindo ferramentas e metodologia, não requer muito poder de computação para calcular métricas;
  • Objetividade e fiabilidade: a Atos combina uma abordagem não dependente de hardware e tecnologia com forte experiência em design e otimização de algoritmos, obtida no trabalho com os principais clientes da indústria e líderes de tecnologia no campo quántico. A metodologia utilizada para construir o Q-Score será pública e estará aberta para avaliação.

No primeiro trimestre de 2021, estará disponível um kit de software gratuito, que permite executar o Q-score em qualquer processador. A Atos convida todos os fabricantes a executar o Q-score através da sua tecnologia e publicar os seus resultados.

Graças aos recursos avançados de simulação qubit da Atos Quantum Learning Machine (Atos QLM. Atos Quantum Learning Machine), o seu poderoso simulador quántico, a Atos é capaz de fornecer estimativas de Q-score para diversas plataformas. Estas estimativas levam em consideração as características fornecidas publicamente pelos fabricantes. Os resultados oscilam em torno de um Q-score de 15 Qs, mas o progresso é rápido, com um Q-score médio estimado há um ano na área de 10 Qs e um Q-score médio estimado em um ano de agora em diante acima de 20 Qs.

O Q-score foi revisto pelo Conselho Consultivo Atos Quantum, um grupo de especialistas internacionais, matemáticos e autoridades físicas, que se reuniu no dia 4 de dezembro de 2020.

Compreensão do Q-score usando o problema do vendedor ambulante (TSP)

A aplicação mais promissora da computação quántica hoje é resolver grandes problemas da otimização combinada. Exemplos de tais problemas são o famoso problema TSP e o problema Max-Cut menos notório, mas igualmente importante.

Declaração do problema: um viajante precisa de visitar um número N de cidades numa viagem de ida e volta, onde as distâncias entre todas as cidades são conhecidas e cada cidade deve ser visitada apenas uma vez. Qual é o caminho mais curto possível para eu visitar cada cidade exatamente uma vez e voltar para a cidade de origem?

De aparência simples, este problema torna-se bastante complexo quando se trata de dar uma resposta definitiva e perfeita tendo em consideração um número crescente de N variáveis ​​(cidades). Max-Cut é um problema mais genérico, com uma ampla gama de aplicações, por exemplo, na otimização de placas eletrónicas ou no posicionamento de antenas 5G.

Q-score avalia a capacidade de um processador quántico para resolver estes problemas combinados.

Q-score, Quantum Performance e Quantum Superiority

Embora os computadores de alto desempenho mais poderosos do mundo - HPC - em curto prazo (os chamados HPCs "exascale") alcancem uma pontuação Q equivalente cerca de 60, hoje estimamos, com base em dados públicos, que o melhor QPU - processamento quántico - produz uma pontuação Q de cerca de 15 Qs. Com o progresso recente, esperamos que o rendimento quántico alcance pontuações Q acima de 20 Q no próximo ano.

O Q-score pode ser medido para QPUs com mais de 200 qubits. Portanto, continuará a ser a métrica perfeita para identificar e medir a superioridade quántica, definida como a capacidade das tecnologias quánticas de resolver um problema de otimização que as tecnologias clássicas não conseguem resolver ao mesmo tempo.

O compromisso da Atos com o avanço das aplicações da indústria de computação quântica

O ano de 2020 representa uma viragem na corrida quântica, com a identificação dos primeiros problemas ou aplicações da vida real que não podem ser resolvidos no mundo clássico, mas poderiam ser resolvidos no mundo quántico. Como acontece com qualquer tecnologia disruptiva, antecipar as aplicações correspondentes (bem como as restrições éticas necessárias) é um passo importante em direção à convicção, adoção e sucesso. É exatamente assim que a Atos vê o seu papel principal.

Aproveitando o Atos QLM e a sua experiência única no desenvolvimento de algoritmos, a Atos coordena o projeto europeu NEASQC - NExt ApplicationS of Quantum Computing, um dos projetos mais ambiciosos que visa impulsionar as aplicações quánticas num curto prazo, demonstrando superioridade quántica. O NEASQC reúne académicos e fabricantes, motivados pela aceleração quántica das suas aplicações de negócios. Estas aplicações serão suportadas pelo lançamento, em 2023, do primeiro acelerador Atos NISQ, baseado numa combinação de Computação de Alto Desempenho - HPC - e tecnologias qubit.

Aqui estão alguns exemplos de aplicações trazidos por parceiros da indústria NEASQC que podem ser acelerados pela computação quántica:

  • Captura de dióxido de carbono com a Total: estudo de captura de CO2 para fornecer aos investigadores informações sobre as interações entre as moléculas para entender, simular e otimizar a adsorção (captura de carbono);
  • Carregamento inteligente com EDF: otimização do carregamento do carro elétrico em estações de carregamento rápido, para evitar filas e economizar tempo e dinheiro, para grandes frotas;
  • Quantum Monte-Carlo com HSBC: desenvolvimento de algoritmos eficientes que possam substituir ou redefinir as técnicas de Monte-Carlo para computadores quánticos em curto prazo, aumentando significativamente a eficiência dos modelos de gestão de risco;
  • Sistema com base em regras quánticas com o CESGA: construção de um sistema baseado em regras quánticas que resolva um problema específico com grande quantidade de dados e regras, para diagnosticar e tratar um tipo específico de cancro de mama conhecido como carcinoma ductal invasivo.

Para saber mais sobre NEASQC e os casos de uso acima (bem como outros), visite: https://neasqc.eu/

Bob Sorensen, vice-presidente sénior de investigação e analista chefe de computação quántica da Hyperion Research, LLC, comenta: "Muitos governos a nível nacional, assim como várias empresas industriais, estão a investir em computação quántica para ajudar a acelerar as suas capacidades a curto prazo e alcançar o objetivo mais ambicioso e de longo prazo da supremacia quántica: a demonstração de casos de uso do mundo real impossíveis de tratar numa contraparte clássica. Aproveitando a sua experiência amplamente reconhecida em supercomputação, a Atos está a trabalhar para fornecer aos utilizadores de computação quántica uma vantagem computacional inicial e tangível em várias aplicações, com base no seu programa de I+D 'Atos Quantum', com o objetivo de oferecer resultados de curto prazo por meio de supercomputação quántica híbrida.Para além disso, o lançamento do Q- score é uma etapa inovadora e importante para a Atos, que oferece uma forma para a comunidade de computação quántica caracterizar melhor os resultados, concentrando-se em casos de uso da vida real. Embora existam vários pontos de refência, o Atos Q-score independente da tecnologia é focado em aplicações e oferece uma ferramenta de medição potencialmente nova e importante para a indústria”.

Na sexta-feira, 4 de dezembro de 2020, o Grupo realizará uma conferência de imprensa em inglês às 12 horas, presidida por Elie Girard, CEO, para apresentar o Q-score e responder às perguntas da imprensa. Após a conferência, estará disponível uma gravação do webcast. Os jornalistas podem se inscrever para a conferência de imprensa em: https://quantum-press-conference-atos.aio-events.com/105/participation_form

Sobre a Atos

A Atos é líder global em transformação digital, com 110.000 colaboradores e uma faturação anual de 12.000 milhões de euros. A Atos é líder europeia em segurança cibernética, cloud e high performance computing e fornece soluções a medida para todas as indústrias em 73 países. Pioneira em produtos e serviços de descarbonização, a Atos está comprometida com a tecnologia digital segura e descarbonizada para os seus clientes. A Atos opera sob as marcas Atos e Atos|Syntel. É uma SE (Societas Europaea) presente no índice de valores CAC40 de Paris.

O objetivo da Atos é ajudar a projetar o futuro do espaço da tecnologia da informação. A sua experiência e serviços apoiam o desenvolvimento do conhecimento, da educação e da investigação com uma abordagem multicultural, contribuindo para a excelência científica e tecnológica. Em todo o mundo, o grupo permite com que os seus clientes, colaboradores e membros das sociedades em geral vivam, trabalhem e se desenvolvam de forma sustentável num espaço de informação seguro e protegido.

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