Նոր հետազոտություն. քվանտային համակարգիչները 100,000 անգամ հետ են մնում գիտական պահանջներից

Ներկայիս քվանտային համակարգիչները մոտ հինգ կարգով զիջում են ընդունված գիտական խնդիրների լուծման համար անհրաժեշտ հաշվողական կարողություններին, ասվում է arXiv նախատպագրական սերվերում հրապարակված նոր հետազոտության մեջ: Sandia National Laboratories-ի հետազոտողների եզրահանգումը, Quantinuum-ի և NVIDIA-ի ↗ 2.78% մասնակցությամբ, ներկայացնում է QUOPS (Quantum Universal Operations Performance System) համակարգը, որը չափում է ինչպես շղթաների մասշտաբը, որոնք մեքենան կարող է աշխատեցնել, այնպես էլ դրանց կատարման արագությունը:thequantuminsider+1

Քվանտային մեքենաների նոր չափանիշը

Քվանտային ապարատային ապահովման արտադրողները սովորաբար նկարագրում են իրենց համակարգերը՝ օգտագործելով կուբիտների քանակը, վենտիլների ճշգրտությունը և արագությունը, սակայն բաղադրիչների մակարդակի այդ ցուցանիշները միշտ չէ, որ կանխատեսում են, թե ամբողջական մեքենան ինչպես կաշխատի լուրջ հաշվարկների ժամանակ: Փոխարենը QUOPS-ը քվանտային համակարգիչը դիտարկում է որպես ամբողջական համակարգ՝ դրան տրամադրելով տարբեր լայնության և խորության պատահականացված շղթաներ, այնուհետև ստուգելով, թե արդյոք արդյունքը գերազանցում է ճշգրտության նախապես սահմանված շեմը:thequantuminsider+1

Թեստավորումը արտադրողականությունը ամփոփում է երկու թվով. Q, որը ներկայացնում է ամենամեծ որակավորված շղթան, որը մեքենան կարող է աշխատեցնել, և օմեգա, որը ցույց է տալիս այդ մասշտաբում վայրկյանում կատարված քվանտային գործողությունների արդյունավետ քանակը: Միասին դրանք արտացոլում են այն փոխզիջումը, որը թաքցնում են առանձին տեխնիկական բնութագրերը:thequantuminsider

Փոխզիջումներ տարբեր ճարտարապետությունների միջև

Հետազոտողները թեստավորումը փորձարկել են Google Alphabet Inc.-ի ↗ 0.78%, IBM International Business Machines Corporation-ի ↘ 0.85% և Quantinuum-ի պրոցեսորների վրա: Google-ի Willow-ն և IBM-ի Boston-ը՝ երկուսն էլ գերհաղորդիչ համակարգեր, գործողություններն իրականացրել են ավելի արագ և ապահովել QUOPS-ի ավելի բարձր ցուցանիշներ: Quantinuum-ի Helios թակարդված իոններով պրոցեսորը, որն ապահովում է կուբիտների լիակատար փոխկապակցվածություն (all-to-all), հաջողությամբ մշակել է ավելի մեծ շղթաներ և գրանցել Q-ի ավելի բարձր միավոր, սակայն աշխատել է ավելի ցածր արագությամբ:quantinuum+1

Այս համեմատությունը որևէ ճարտարապետություն մյուսներից գերադասելի չի հայտարարում: Փոխարենը, արդյունքները ցույց են տալիս, որ մեքենաները արտադրողականության են հասնում ճշգրտության, արագության և կապակցվածության տարբեր համադրությունների միջոցով. փոխզիջումներ, որոնք կարող են տարբեր նշանակություն ունենալ՝ կախված աշխատանքային ծանրաբեռնվածությունից:thequantuminsider

Ուղին դեպի գիտական կիրառելիություն

Քարտեզագրելով ռեսուրսների պահանջները այնպիսի խնդիրների համար, ինչպիսիք են RSA-2048-ի ֆակտորիզացումը և FeMoco-ի էներգետիկ սեփական արժեքների հաշվարկը, հետազոտողները գնահատել են թիրախային Q միավորները հարյուր միլիոնավոր կարգի: Ներկայիս ապարատային ապահովումը մոտ 100,000 անգամ զիջում է այդ թիրախներին՝ աջակցելով սխալադիմացկուն քվանտային հաշվարկների զարգացման ընթացիկ միտմանը, որն օգտագործում է սխալների ուղղում՝ հաշվարկները կուտակված աղմուկից պաշտպանելու համար:quantumcomputingreport+1

Թիմը նաև կիրառել է QUOPS-ը փոքր սխալադիմացկուն համակարգի վրա՝ օգտագործելով մինչև ութ տրամաբանական կուբիտ Quantinuum-ի Helios-1-ի վրա, ցույց տալով, որ նույն թեստավորումը կարող է հետևել ինչպես ներկայիս ֆիզիկական կուբիտային մեքենաներին, այնպես էլ ձևավորվող տրամաբանական կուբիտային համակարգերին: Հոդվածը դեռևս չի անցել գրախոսություն:thequantuminsider+1