INSAIT с научен пробив на световно ниво в областта на квантовите изчисления

Изследователи от INSAIT – Института за компютърни науки, изкуствен интелект и технологии към Софийския университет „Св. Климент Охридски“, в сътрудничество с ETH Zurich (Швейцария), разработиха qblaze – софтуер, който постига нов връх в симулацията на квантови изчисления на световно ниво. Това е важна стъпка за напредъка на квантовите технологии, които се смятат за бъдещето на изчислителната техника, съобщават от Пресцентъра на МОН.

Симулаторът qblaze поставя нов рекорд за най-голямото число, разлагано на делители чрез алгоритъма на Шор от симулатор на универсални квантови изчисления. Числото е 549,755,813,701 и е дълго 39 бита в двоичен запис.

Това изравнява резултат, постигнат досега единствено от симулатор, специализиран единствено за алгоритъма на Шор, работещ върху 2048 графични процесора (GPU). Разликата е, че qblaze прави това с 2 централни процесора (CPU) – нещо, което досега изглеждаше невъзможно. С други думи, qblaze успява да се справи със свръхсложна изчислителна задача, използвайки един сървърен компютър, докато за това досега е бил необходим цял суперкомпютър с над 1000 пъти повече изчислителна мощ.

Интересно е и че въпреки напредъка през последните години, най-голямото число, разлагано с Шор на действителен квантов компютър, е 21, докато симулаторите засега са значително по-ефективни. Квантовите симулатори играят ключова роля в развитието на квантовите технологии, защото позволяват на учените да изпробват и усъвършенстват квантови алгоритми. Така те се превръщат в незаменим инструмент за изследвания, ускоряващи настъпването на реалната квантова ера.

Експериментите показват, че

qblaze е и значително по-бърз от съществуващите индустриални симулатори,

включително най-популярните в световен мащаб Qiskit Aer на IBM и симулатора на Q# от Microsoft. В някои случаи, като например при алгоритмите на Шор и Гроувър, qblaze е над 2000 пъти по-бърз от тях. Тази ефикасност се дължи на нови структури от данни и алгоритми за паралелна обработка на разредени вектори, разработени от учените.

Разработката вече е оценена от експерти в областта и ще бъде представена на една от най-престижните международни конференции по компютърни науки – ACM OOPSLA 2025, която се провежда тази седмица в Сингапур. На събитието се допускат за участие ограничен кръг от изследователи от целия свят. Поканата към българска институция е пореден значителен успех за INSAIT, който категорично позиционира България на световната карта на научните иновации в областта на квантовите компютри.

Qblaze е напълно отворен и свободно достъпен проект с лесен за използване интерфейс.

Така учени и инженери от цял свят могат веднага да се възползват от скоростта на qblaze в своите изследвания и разработки в областта на квантовите технологии. Редица изследователи посочват, че квантовите технологии са в основата на бъдещето – от нови лекарства и материали до по-сигурна комуникация.

Проектът qblaze е разработен от изследователи от INSAIT и ETH Zurich, в състав: Христо Венев, д-р Димитър Димитров, д-р Тимон Гер, проф. Мартин Вечев и Тиен Удомсрирангруанг (бивш стажант в лятната програма SURF на INSAIT).

Повече информация може да бъде намерена на qblaze.org