OTI Lumionicsは、反復量子ビット結合クラスター(iQCC)アルゴリズムの並列GPU加速実装を開発し、計算化学ワークロードをCPU集約型環境からNVIDIA Blackwell GPUプラットフォームへ移行した。このアーキテクチャは、ビット単位の分割を利用してハミルトニアン項を計算ノード間に分散し、パウリ縮約をGPUにオフロードすることで、変換されたハミルトニアンの指数関数的成長に対処する。このハードウェア固有の最適化により90倍の性能向上を実現し、複雑な触媒の基底状態エネルギー計算ステップを数日から単一処理ユニット上で約1時間に短縮した。
この実装は、100〜124量子ビット領域におけるルテニウム触媒の電子構造ハミルトニアンのシミュレーションを達成し、密度行列繰り込み群(DMRG)ベンチマークの精度指標を上回った。112量子ビットを必要とする温室効果ガス捕獲触媒を含む特定の検証において、iQCCアルゴリズムは変分基底状態エネルギー計算を65分で完了した。この処理時間は、理論上の量子コンピュータが同等のタスクを実行するのに推定される28〜200時間と比較して大幅に短く、量子化学回路の古典的エミュレーションにおける新たな高精度標準を確立した。
iQCCアルゴリズムは、直接相互作用空間からのみエンタングラーを選択することで、変分発展を古典的にシミュレート可能な演算子部分空間に制限し、各反復中に非ゼロのエネルギー勾配を保証する。このアルゴリズム上の制約により不毛の台地現象を防ぎ、システムサイズが産業的に関連するスケールに向かって増大しても複雑な回路の訓練可能性を維持する。これらのシミュレーションの成功は、分子構造決定における量子優位性の閾値が200量子ビットスケールを超えて移動し、現在の加速された古典的シミュレーションと競合するにはより高容量の量子ハードウェアが必要であることを示唆している。
iQCC実装とルテニウム触媒ベンチマークに関する完全な技術詳細については、OTI Lumionicsの公式発表およびarXiv論文を参照されたい。
2026年3月17日
