Ibm Продемонстрировала Квантовый Компьютер С «Квантовым Объёмом» 64

19 августа в хранилище препринтов научных работ. Arxiv.org работа была отправлена «Демонстрация квантового тома 64 на сверхпроводящей квантовой вычислительной системе» .

Данная работа демонстрирует достижение «квантового объёма» (далее я буду использовать квантовый объём или просто QV, так как я не до конца уверен, что этот термин можно перевести на русский язык) на сверхпроводящем квантовом компьютере.

IBMQ Монреаль , разработанный IBM. Что интересно, улучшение достигнуто не за счет прямого увеличения количества кубитов, а за счет улучшения компилятора.

Кискит , усовершенствования двухкубитных вентилей и внедрение новых схем считывания.

В этой статье я постарался кратко изложить основные разделы оригинальной работы, размещенной на ArXiv. И дальнейшее изложение следует по разделам данной работы.



IBM продемонстрировала квантовый компьютер с «квантовым объёмом» 64



Что такое квантовый объем?

Это показатель, который оценивает общую производительность квантовых компьютеров, а не просто количество кубитов.

Квантовый объем включает, помимо количества кубитов, также производительность вентилей, компилятора и частоту ошибок.

Можно провести аналогию с классическими процессорами, где тактовая частота в чистом виде уже не играет ключевой роли, а также важны размеры кэша, поддерживаемые инструкции и т.д. Предыдущей опубликованной (в виде препринта или научной статьи) записью была QV32, а также была заявление Honeywell сообщила, что они достигли QV64, но без публикации или подробностей.



Улучшения компилятора

В статье авторы пишут о следующих улучшениях компилятора Qiskit:
  • Новый алгоритм размещения и связи кубитов, основанный на формулировке проблемы как задачи программирования двоичных целых чисел, который превосходит предыдущие современные алгоритмы.



    IBM продемонстрировала квантовый компьютер с «квантовым объёмом» 64

  • Импульсно-эффективное разложение SU(4) — новая реализация, позволяющая уменьшить необходимое количество и длительность импульсов.



    IBM продемонстрировала квантовый компьютер с «квантовым объёмом» 64



«Динамическая развязка»

Динамическая развязка - это обсуждавшаяся ранее ( 1 , 2 , 3 ) метод, который позволяет более эффективно использовать кубиты параллельно, что значительно повышает эффективность.



IBM продемонстрировала квантовый компьютер с «квантовым объёмом» 64



Прямая реализация CX-гейта

CX-gate (что это за ворота можно узнать в Википедия ) очень важен в квантовых алгоритмах, и улучшение его реализации позволит значительно улучшить производительность (в том числе по сравнению со временем релаксации).

В статье описана новая схема управляющего сигнала, позволяющая улучшить работу этого вентиля и снизить частоту ошибок.



IBM продемонстрировала квантовый компьютер с «квантовым объёмом» 64



Инициализация состояний и чтение

Дополнительное улучшение было достигнуто за счет улучшения процедуры чтения состояния за счет реализации возбужденного состояния (ESP).



IBM продемонстрировала квантовый компьютер с «квантовым объёмом» 64



Заключение

От себя могу добавить следующее.

Важность этой работы скорее в том, чтобы показать, что помимо простого увеличения количества кубитов или улучшения физической реализации, важно также улучшить программную составляющую — компиляторы и алгоритмы для квантовых компьютеров.

Теги: #Квантовые технологии #физика #квантовые вычисления и компьютеры

Вместе с данным постом часто просматривают: