Cientistas da NTT relatam a primeira aplicação prática do Cyber-CIM

A NTT Research, divisão de pesquisas da NTT, anunciou nesta terça0feira (20/12) que os cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech) e da NTT Research desenvolveram com sucesso a detecção comprimida como a primeira aplicação da máquina Ising coerente cibernética (Cyber-CIM), um algoritmo de inspiração quântica que pode ser implementado em uma plataforma digital moderna hoje ou em uma máquina híbrida quântica-clássica no futuro. Eles compartilharam suas descobertas em um artigo intitulado “L0 regularization-based compact sensing with quantum-classical hybrid approach”, publicado em maio de 2022, na revista Quantum Science and Technology.

A detecção comprimida é uma técnica de processamento de sinal usada em imagens médicas, astronomia e em outras áreas que requerem níveis extremamente altos de processamento em computadores existentes para descartar grandes quantidades de dados sem informações úteis. Em um exercício de otimização da detecção comprimida baseada em regularização L0 (L0-RBCS), o cyber-CIM se aproximou do limite teórico da detecção comprimida e superou o método padrão comumente usado. L0-RBCS é um problema combinatório difícil de tempo polinomial (NP) não determinístico que usa regularização esparsa com norma L0 para análise de regressão sob a restrição de elementos zero máximos para um sinal de origem. A regularização esparsa com norma L1 realiza tanto a seleção quanto a regularização de variáveis, uma técnica para reduzir erros e evitar o overfitting.

Esta pesquisa conjunta entre a Tokyo Tech e a NTT Research surgiu de um acordo assinado em 2020 que exigia a colaboração entre o Laboratório de Física e Informática da NTT Research (PHI) e o laboratório do Dr. Toru Aonishi na Tokyo Tech School of Computing. A NTT Research está financiando um projeto cyber-CIM de cinco anos com a Tokyo Tech, que também inclui trabalho na descoberta de medicamentos.

Tanto a detecção comprimida quanto a descoberta de drogas são problemas de otimização combinatória NP-difíceis, para os quais um CIM é construído especificamente para sua resolução. O CIM, em suas construções físicas e cibernéticas, é uma densa rede de osciladores paramétricos ópticos (OPOs) programados para resolver problemas que são mapeados para um modelo de Ising, que é uma abstração matemática de sistemas magnéticos compostos de spins ou momentos angulares que interagem competitivamente de partículas fundamentais. Trabalhos anteriores focaram principalmente em como as redes de osciladores quânticos resolvem problemas de otimização combinatória. Esta é a primeira aplicação prática conhecida do cyber-CIM.

Além de seu trabalho com a Tokyo Tech, o NTT Research PHI Lab estabeleceu acordos conjuntos de pesquisa em busca do ambicioso objetivo de redesenhar radicalmente os computadores, clássicos e modernos, com as seguintes oito universidades: California Institute of Technology (CalTech), Cornell University, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Notre Dame University, Stanford University, Swinburne University of Technology, University of Michigan e University of Tokyo. Também está realizando pesquisas conjuntas com o NASA Ames Research Center no Vale do Silício e a 1QBit, uma empresa privada de software de computação quântica.

Serviço
www.ntt-research.com