Laget, ledd av Bristol-forskaren och Phasecraft-medgrundaren, Dr Ashley Montanaro, har upptäckt algoritmer och analyser som avsevärt minskar kvanthårdvarukapaciteten som behövs för att lösa problem som sträcker sig bortom klassisk datoranvändning, även superdatorer.

I tidningen, publicerad i Fysisk granskning B , teamet demonstrerar hur optimerade kvantalgoritmer kan lösa den ökända Fermi-Hubbard-modellen på hårdvara på kort sikt.

Fermi-Hubbard-modellen är av grundläggande betydelse i fysik av kondenserad materia som en modell för starkt korrelerade material och en väg för att förstå högtemperatursupraledning.

Att hitta grundtillståndet för Fermi-Hubbard-modellen har förutspåtts vara en av de första tillämpningarna av korttidskvantdatorer, och en som erbjuder en väg till att förstå och utveckla nya material.

Dr Ashley Montanaro, forskningsledare och medgrundare av Phasecraft:"Kvantberäkning har avgörande viktiga tillämpningar inom materialvetenskap och andra domäner. Trots de stora framstegen med kvanthårdvara nyligen, vi kan fortfarande vara flera år från att ha rätt mjukvara och hårdvara för att lösa meningsfulla problem med kvantberäkning. Vår forskning fokuserar på algoritmer och mjukvaruoptimeringar för att maximera kvanthårdvarans kapacitet, och föra kvantdatorn närmare verkligheten.

"Närtids kvanthårdvara kommer att ha begränsad enhet och beräkningsstorlek. Phasecraft tillämpade nya teoretiska idéer och numeriska experiment för att sammanställa en mycket omfattande studie om olika strategier för att lösa Fermi-Hubbard-modellen, nollställa strategier som med största sannolikhet kommer att ha de bästa resultaten och effekten inom en snar framtid.

"Resultaten tyder på att optimering över kvantkretsar med ett grinddjup som är väsentligt mindre än tusen skulle kunna vara tillräckligt för att lösa fall av Fermi-Hubbard-modellen utöver kapaciteten hos en superdator. Denna nya forskning visar betydande lovande för förmågan på kort sikt kvantenheter, förbättring jämfört med tidigare forskningsresultat med omkring en faktor 10."

Fysisk granskning B , publicerad av American Physical Society, är den främsta specialisttidskriften inom kondenserad materiens fysik. Den peer-reviewade forskningsartikeln valdes också som redaktörens förslag och att visas i Fysik tidskrift.

Andrew Childs, Professor vid institutionen för datavetenskap och Institutet för avancerade datorstudier vid University of Maryland:"Fermi-Hubbard-modellen är en stor utmaning inom fysik av kondenserad materia, och Phasecraft-teamet har tagit imponerande steg för att visa hur kvantdatorer kan lösa det. Deras arbete tyder på att kretsar med förvånansvärt lågt djup kan ge användbar information om denna modell, gör det mer tillgängligt för realistisk kvanthårdvara."

Hartmut Neven, Chef för Quantum Artificial Intelligence Lab, Google:"Förr eller senare, quantum computing kommer. Att utveckla algoritmerna och tekniken för att driva de första kommersiella tillämpningarna av tidig kvantberäkningshårdvara är den tuffaste utmaningen som fältet står inför, som få är villiga att ta sig an. Vi är stolta över att vara partner med Phasecraft, ett team som utvecklar framsteg inom kvantmjukvara som kan förkorta den tidsramen med år."

Phasecrafts grundare Dr. Toby Cubitt:"På Phasecraft, vårt team av ledande kvantteoretiker har forskat och tillämpat kvantteori i decennier, leda några av de bästa globala akademiska teamen och forskningen inom området. I dag, Ashley och hans team har visat sätt att komma närmare att uppnå nya möjligheter som finns strax bortom dagens tekniska gränser."

Phasecraft har avslutat en rekordsedrunda för ett kvantföretag i Storbritannien med 3,7 miljoner pund i finansiering från privata riskkapitalinvesterare, ledd av LocalGlobe med Episod1 tillsammans med tidigare investerare. Tidigare Songkick-grundaren Ian Hogarth har också gått med som styrelseordförande för Phasecraft. Phasecraft har tidigare samlat in £750, 000 pre-seed-runda ledd av UCL Technology Fund med Parkwalk Advisors och London Co-investment Fund och har tjänat in flera anslag som underlättas av InnovateUK. Mellan aktiefinansiering och forskningsanslag, Phasecraft har samlat in mer än 5,5 miljoner pund.

Dr. Toby Cubitt:"Med ny finansiering och stöd, vi kan fortsätta vår banbrytande forskning och branschsamarbeten för att utveckla kvantdatorindustrin och hitta användbara applikationer snabbare."