量子ソフトウェア企業のColibriTDは、IBMの156量子ビットHeron R2量子プロセッサ上でハイブリッド微分方程式ソルバー（H-DES）の実証に成功し、実際の量子ハードウェア上で変分量子アルゴリズム（VQA）を使用した偏微分方程式（PDE）の解法を世界で初めて実現したと発表しました。このアルゴリズムは50量子ビットと1反復あたり10,000ショットを使用して非粘性バーガース方程式を収束させ、量子強化手法による非線形・高次元PDEの解法の実現可能性を示しました。
H-DESは、候補解をパラメータ化された量子回路にエンコードし、対象となるPDEの残差を古典的に最適化することで、古典的ソルバーにおける次元の呪いに対処します。メッシュベースの古典的手法とは異なり、H-DESは直交多項式基底へのスペクトル分解を使用し、導関数の推定なしに浅い回路と一般化可能な近似を可能にします。テストケースでは、ColibriTDはIBMのHeonハードウェア上で160回の反復後に0.05以下の最終損失を達成しました。同社は、広範なエラー緩和なしでこの解が得られたことを強調し、ノイズのある中規模量子（NISQ）条件下での手法の堅牢性を実証しました。
PDEを解決しようとする従来の量子的試み（その多くは収束に失敗したか、ノイズによって制限された）と比較して、ColibriTDのH-DESはアルゴリズムの安定性と拡張性において注目に値します。同社はH-DESを確率的および積分微分方程式にも対応させる計画で、より多くの量子ビットと低減されたエラー率を提供するIBMの次期Flamingoプラットフォームへの移行を目指しています。ColibriTDの目標は、H-DESをQUICKプラットフォームに統合し、古典的なエンジニアリングツールのユーザーにアクセスしやすい量子コンピューティングインターフェースを提供することです。これらの開発により、航空宇宙、流体力学、気象モデリングなどの産業ワークフローにおいて、量子駆動のマルチフィジックスシミュレーションが実用的なコンポーネントとなる可能性があります。
2025年3月28日
