אני אוהב להזיז את זה, להזיז את זה עם IQM Deneb מאת בריאן סיגלווקס - Inside Quantum Technology

ל-Deneb IQM 6 קיוביטים יש פעולה שאני מבטיח שלא ראיתם מעולם במחשב קוונטי. זה נקרא MOVE, ואני אוהב את זה.

השראה

ההשראה ל-IQM Deneb הגיעה מהרצון "לדמות ביעילות הדינמיקה של מערכות NMR בקנה מידה ננו." הצוות הציע את המקבילה הקוונטית של שבב משולב ספציפי ליישום (ASIC) כדי לעשות זאת, אותו הם מכנים "מחשב קוונטי Co-Design". במילים אחרות, IQM Deneb תוכנן במיוחד כדי לפתור בעיות הקשורות ל-NMR. לבעיות אלו יש יישומים בעולם האמיתי בביולוגיה, כימיה, מדעי החומר ורפואה. ואם אתה קורא את המאמר, יש גם קשר מעניין עם חישה קוונטית במצב מוצק, תוך שימוש במרכזי חנקן פנויים (NVC) ביהלומים כדי להשיג רזולוציה ננומטרית של זיהוי ובקרה של ספינים גרעיניים.

למרות המטרה המיוחדת שלשמה נועד IQM Deneb במקור, הוא עדיין מחשב קוונטי מוליך-על אוניברסלי. אבל אם אתה יכול לדמיין מחשב קוונטי מוליך-על עם קישוריות הכל לכול, כמו שימוש בסימולטור מחשב קוונטי, זה IQM Deneb. בערך.

ילידים לעומת לא ילידים

ל-IQM Deneb אין קישוריות אמיתית של הכל לכול, אבל יש לו את הקיוביטים שלו מסודרים סביב מהוד מרכזי. אתה מעביר קיוביט אל המהוד המרכזי, משם ניתן להחיל שערי CZ על כל אחד או כל הקיוביטים האחרים. לאחר מכן אתה מעביר את הקיוביט אחורה כדי לבצע פעולות קיוביט בודדות, כמו גם להזיז קיוביטים אחרים, אחד בכל פעם, אל המהוד המרכזי.

למרות שהפעולה הלוגית שונה, ל-MOVE יש פיזיקה זהה לפעולת iSWAP. MOVEs ו-iSWAPs שונים מ-SWAPs בכך שהם מקוריים, בעוד ששערי SWAP אינם מקוריים ודורשים שלוש פעולות CNOT רועשות ליישום. המהוד המרכזי מאפשר רק פעולות MOVE ו-CZ, בעוד שהקיוביטים מאפשרים רק פעולות MOVE ו-Qubit בודד. כל קישוריות הקיוביט, לפיכך, תלויה במהוד המרכזי.

IQM מאפיין שני MOVEs כשווים ל-SWAP אחד, אבל אפיון זה מקצר את ה-MOVE. בהתאם לקישוריות של מחשב קוונטי מוליך-על, SWAP אחד במעגל הקוונטי שלך עשוי למעשה לדרוש מספר SWAPs על חומרה אמיתית. אבל כאשר אתה מעביר קיוביט אל המהוד המרכזי, יש לו קישוריות הכל לכל דבר ואינו דורש שום דבר נוסף. מספיק זוג MOVE אחד.

בקרת מערכות ותקשורת

גודל המהוד המרכזי מאלץ את הקיוביטים להיות מרווחים זה מזה יותר מהרגיל, מה שיש לו היתרון של הפחתת דיבור הצלב ביניהם. IQM מעריכה שהם צריכים להיות מסוגלים לשנות את קנה המידה של המעבד ביחס של 1:20 של מהודים מרכזיים לקיוביטים. ובדומה לקיוביט מוליך בדרך כלל יהיה מחובר ליותר מקיוביט אחד אחר, קיוביט יכול להיות מחובר גם ליותר מתהוד מרכזי אחד, מה שמאפשר קישוריות עם יותר מ-20 קיוביטים.

טרנספילציה

עם ההצהרה על כך שהטרנספילר עדיין לא עבר אופטימיזציה, הוא בכל זאת מוצא כבר יעילות מעניינות. כמו טרנספילרים אחרים, הוא מחליק פעולות קיוביט בודדות עד שמאלה ככל שהוא יכול. אבל מה שמעניין הוא מספר שערי CZ שהוא יכול למצוא ליישום כאשר קיוביט נמצא במהוד המרכזי. גם אם לא ניתן לצמצם את ספירת השערים של CZ, הוא מבקש למזער את מספר הפעמים שהקיוביטים צריכים לזוז. הוא גם כבר יכול לזהות פעולות מיותרות בקצוות המעגלים ולהסיר אותם.

תוצאות IQM Deneb

הצלחתי לנסות חמישה אלגוריתמים במהלך הניסיון שלי. התוצאות של מצב GHZ של שישה קיוביטים היו נכונות ובהתאם לרמת הרעש שהייתם מצפים ממחשב קוונטי מוליך-על לפני הפעלת הפחתת שגיאות מדידה. דוגמה ה-QAOA שלהם התכנסה תוך כשתי דקות בלבד, וזה המהיר ביותר שראיתי אי פעם באמצעות חומרה אמיתית. בדיקות ה-SWAP היו נכונות-אך רועשות, מה שצפוי עם עומקי המעגל הקשורים לבדיקות SWAP. 

בגלל המהירויות של הניסויים האלה, התחלתי אז לאלתר. בוצעה טרנספורמציה קוונטית פורייה (QFT) של שישה קיוביטים, אז הרצתי מעגל של שישה קיוביטים של הערכת שלב קוונטית (QPE). זה גם הוצא להורג. בגלל עומקי המעגל, אלה לא נועדו להיות מבחנים איכותיים, אלא מבחנים של הגבולות של דנב. שוב, למרות המטרה המיוחדת שלשמה הוא נועד במקור, זה עדיין מחשב קוונטי אוניברסלי בעל יכולת מלאה.

מסקנה: לדנב או לא לדנב

עם גישה ייעודית - כפי שהוסבר ב"מהדהד עם IQM Resonance” – IQM Deneb מהיר. במהלך הניסיון שלי, השלמתי 121 עבודות, שכללו 2 ריצות של דוגמה QAOA שלהם. צפיתי בצג העבודה במהלך ריצות ה-QAOA, וכל כמה שניות האיטרציה הבאה עמדה בתור. כתוצאה מכך, כפי שצוין קודם לכן, 2 בעיות Max-Cut נפתרו תוך כ-2 דקות כל אחת למרות הצורך ב-54 ו-50 איטרציות, בהתאמה.

אבל הכוכב האמיתי של התוכנית - והטופולוגיה, סליחה על משחק המילים - הוא המפעיל של MOVE. למרות שהטרנספילר עושה זאת טוב יותר, עיצוב מעגלים ידני הוא מאיר עיניים. ברגע שאתה מעביר קיוביט לתהודה המרכזית, יש לו פתאום קישוריות עם כל הקיוביטים האחרים. הקישוריות הגדולה ביותר שתמצא בכל מחשב קוונטי מוליך-על אחר היא 1:4, אך ייתכן שתמצא קישוריות גרועה כמו 1:1. בעתיד הקרוב, IQM עשויה להציע קישוריות של 1:19, שיהיה ממש מעניין לשחק איתה.

בריאן נ' סיגלוקס הוא מעצב אלגוריתמים קוונטי עצמאי וכותב עצמאי עבור בתוך טכנולוגיה קוונטית. הוא ידוע בתרומתו לתחום המחשוב הקוונטי, במיוחד בעיצוב אלגוריתמים קוונטיים. הוא העריך מסגרות, פלטפורמות וכלי שירות רבים של מחשוב קוונטי ושיתף את התובנות והממצאים שלו באמצעות כתביו. סיגלוקס היא גם סופרת וכתבה ספרים כמו "מבוכים וקובייטים" ו"בחר את ההרפתקה הקוונטית שלך". הוא כותב בקביעות ב-Medium על נושאים שונים הקשורים למחשוב קוונטי. עבודתו כוללת יישומים מעשיים של מחשוב קוונטי, סקירות של מוצרי מחשוב קוונטי ודיונים על מושגי מחשוב קוונטי.

קטגוריות:
מאמר אורח, פוטוניקס, מחשוב קוונטי, מחקר

תגיות:
בריאן סיגלוקס, IQM, IQM Deneb

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/i-like-to-move-it-move-it-with-iqm-deneb-by-brian-siegelwax/