Gokul Subramanian Ravi
Gokul Subramanian Ravi begyndte hans CIFellowship i september 2020 efter at have modtaget sin ph.d. (med fokus på computerarkitektur) fra University of Wisconsin-Madison i august 2020. Gokul er i øjeblikket på University of Chicago arbejder på kvanteberegning med Frederic Chong, Seymour Goodman professor i datalogi. Linket er hans blogs på variationsmæssige kvantealgoritmer og bringe mere klassiske computerarkitekter ind i kvanteverdenen. Gokul er i øjeblikket på det akademiske arbejdsmarked for 2022-23.
Resten af dette indlæg er skrevet af Gokul Ravi
Aktuelt projekt
Quantum computing er et disruptivt teknologisk paradigme med potentiale til at revolutionere computing og dermed verden. I løbet af tre årtier er løftet om kvantecomputere gradvist vokset sig stærkere gennem teoretiske fremskridt inden for algoritmer og eksperimentelle fremskridt inden for enhedsteknologi, begge ofte forfulgt isoleret.
Men efterhånden som kvanteenheder forvandles fra laboratoriets nysgerrighed til teknisk virkelighed, er det afgørende at opbygge et computerøkosystem, der aktivt bør forbedre de grundlæggende, begrænsede, evner på kort sigt (NISQ: Noisy Intermediate Scale Quantum) og langsigtet (FT: Fault Tolerant) kvantemaskiner på en måde, der er godt bekendt med behovene for målkvanteapplikationer. Computerarkitekter er især kritiske til denne bestræbelse, da de er dygtige til at bygge bro over informationskløften mellem de forskellige lag i computerstakken og gradvist har akkumuleret ekspertise i at bygge stramt begrænsede meget optimerede systemer – dette er uvurderligt for fremtiden for kvanteberegning.
Som kvantecomputerarkitekt uddannet i både kvante- og klassisk computing, har min postdoktorale forskning fokuseret på at opbygge et hybridt kvante-klassisk computer-økosystem til praktisk kvantefordel. Dette har involveret udnyttelse af klassiske computerprincipper i både materiale og filosofi, hvilket gør mig i stand til at lede spændende kvanteprojekter rettet mod: a) Adaptiv fejlreduktion og klassisk understøttelse af variationskvantealgoritmer (VAQEM, CAFQA , QISMET); b) Effektiv kvanteressourcestyring (QManager , Quancorde); og c) Skalerbar afkodning til kvantefejlkorrektion (Klik på).
For at fremhæve CAFQA som et eksempel: Variationelle kvantealgoritmer er blandt de mest lovende applikationer til kvantefordele på kort sigt og har anvendelse i en række forskellige problemer, såsom simulering af kvante-mangekropssystemer. VQA'er er afhængige af den iterative optimering af et parameteriseret kredsløb med hensyn til en objektiv funktion. Da kvantemaskiner er støjende og dyre ressourcer, er det bydende nødvendigt klassisk at vælge en VQA's startparametre for at være så tæt på optimale som muligt, for at forbedre VQA-nøjagtigheden og accelerere deres konvergens på nutidens enheder. I CAFQA er disse indledende parametre valgt ved at søge effektivt og skalerbart gennem den klassisk simulerbare del af kvanterummet (kendt som Clifford-rummet) ved at bruge en Bayesiansk optimeringsbaseret diskret søgeteknik.
KIMOs Succeshistorier
For det første har disse projekter vist betydelig kvantitativ effekt. I eksemplet ovenfra genopretter initialisering af VQA'er med CAFQA så meget som 99.99 % af den unøjagtighed, der er gået tabt i tidligere avancerede klassiske initialiseringsmetoder. Som et andet eksempel foreslog vi en kryogen dekoder til kvantefejlkorrektion kaldet Clique, der eliminerer 70-99+% af fejlkorrektionsdekodningsbåndbredden (ind og ud af fortyndingskøleskabet) til meget lave hardwareomkostninger. Vores andre forslag har også frembragt væsentlige forbedringer af kvantetroskab og overordnet eksekveringseffektivitet.
For det andet har disse forskningsretninger åbnet døre for en række nye ideer i skæringspunktet mellem kvante- og klassisk computing, hvilket potentielt udvider deltagelse fra forskere med forskellig klassisk computerekspertise.
Yderligere forskning
Andre forskningsområder, jeg forfølger, omfatter: a) Identifikation af nye målkvanteapplikationer, der vil drage fordel af klassisk støtte; b) Udforskning af en række forskellige støjdæmpende teknikker på forskellige kvanteteknologier; c) Forsøger yderligere at reducere fejlkorrektionens kvanteklassiske flaskehalse; og d) Håndtering af et mangfoldigt sæt af applikationer og teknologi i kvanteskyen.
