Kvantarvutite odavamaks ja kulukamaks muutmine – Q-CTRL-i tuleopaali ülevaatamine: autor Brian Siegelwax – Quantum Technology sees

Selle artikli eesmärk oli näidata, kuidas Q-CTRL-i kasutada Fire Opal taotlus võib säästa raha kvantarvuti riistvarale juurdepääsu eest. Ja see hakkab seda tegema. Kuid kuna katsetamine on kalduvus teha, avastati teel ootamatu pööre. 

Graafika sellest, kuidas Q-CTRL Fire Opal töötab uuenduslike lahenduste leidmiseks. (PC Q-CTRL)

Esiteks: Märkimisväärne raha säästmine

Q-CTRL on avaldatud artikkel pealkirjaga „Fire Opaliga maksab kvantarvutuse vähendamine 2,500 korda”, milles nad väidavad, et Fire Opali QAOA lahendajat kasutades läksid hinnangud 89,205 32 dollarilt QAOA algoritmi ühe käitamise eest vaid XNUMX dollarini.

Tehniliseks saamata kasutab QAOA parameetritega kvantahelat. Arvame ära parameetrid ja käivitame seejärel ahela. Tulemuste põhjal kohandame parameetreid iteratiivselt ja käivitame ahela uuesti, kuni jõuame vastuvõetava lahenduseni. 

See, mida me siin muretseme, on selle ringi käitamise kulud. Iga kord, kui me seda ringi käivitame, kanname selle kulu. Järelikult on meie eesmärk käivitada see algoritm võimalikult väheste iteratsioonidega. See on nii kiirem kui ka odavam.

Olen isiklikult võrdlenud Fire Opali QAOA lahendajat kahe teise QAOA lahendajaga ja pole kahtlust, et Fire Opal vähendas seda iteratsioonide arvu. Fire Opal parandab järsult iga iteratsiooni tulemuste kvaliteeti, nii et jõuate tegelikult ligikaudse lahenduseni. Ausalt öeldes loobusin kahest ülejäänud lahendajast. Ehkki ma ei kavatse isiklikult kulutada 90,000 2500 dollarit ainult selleks, et kontrollida Q-CTRL-i väidet XNUMXX, saan ma kontrollida, et Fire Opal lõpetab vooluringide käitamise, kui jõuab ligikaudsele lahendusele, samas kui ma ei saa kontrollida, kas teised lahendajad saavad seal üldse. Selle artikli ülaosas olev esiletoodud pilt pärineb Q-CTRL-ist ja näitab 5700-kordset säästu, kuid sellel pole seotud artiklit, millele linkida.

Teiseks: kulutada lõpmatult rohkem raha

Kuid see, millest me peaksime tõesti huvitatud olema, on algoritmid, mis on mõeldud tõrketaluva kvantarvutuse (FTQC) jaoks. Nende algoritmide käivitamine võtab nii kaua aega, et tänapäevased kvantarvutid tekitavad puhast müra. Kuigi tavaliselt keskendume tulemuste kvaliteedile või nende puudumisele, peame võib-olla arvestama ka käitusajaga. Hinnamudel võib põhineda sellel, mitu korda me iga vooluringi läbime, kuid see võib põhineda ka sellel, kui kaua see töötab. Kui Fire Opal suudab parandada vooluahela täitmise tõhusust, võib see tähendada madalamaid käitusajaga seotud kulusid.

Kasutan Classiqi platvormi Pythoni SDK sünteesida tohutuid vooluringe, näiteks neid, mis on vajalikud kvantfaasi hindamiseks (QPE). Kui tahame näha, kui palju odavam Fire Opal on, peame kasutama võimalikult suuri ahelaid, et näeksime selget levikut.

Alustasin molekulaarse vesinikuga (H2) ühe loenduskubitiga. Kui te pole tuttav, arvutab QPE molekulide põhiolekuenergia, kasutades molekuli esindamiseks ühte registrit (andmekubitid) ja ühte registrit (kubitite loendamine), et määrata lahenduse täpsus. Ideaalis tahame H2 jaoks kasutada kaheksat loenduskubitti, kuid olen seda juba testinud ja praegune riistvara ei saa sellega hakkama. H2 vajab ainult ühte andmekubitti, seega kasutas see esimene vooluahel kokku ainult kahte kubitti.

Nii Qiskit kui ka Fire Opal kasutasid seitse sekundit IBM Kvanttööaeg. Fire Opal rakendas aga automaatselt vealeevenduse, mis kulutas täiendavalt 21 sekundit tööaega. Ausalt öeldes kasutasin Qiskiti ekvivalenti nimega M3 ja M3 kasutas ainult 11 lisasekundit tööaega. Ühe loenduskubitiga H2 puhul võitis Qiskit käitusaja võrdluse.

Kuid proovisin siis H2 kahe loenduskubitiga. The Qiskit töö ebaõnnestus, samas kui Fire Opali töö lõpetati piisavalt täpselt, et saaksite lahendust ligikaudselt hinnata. Täpsus on kaugel sellest, kus see olema peaks, kuid see on vähemalt õiges palliplatsil. 

Ja selles peitub ootamatu pööre. Ebaõnnestunud Qiskiti töö maksumus on 0.00 dollarit. Kuna Fire Opali töö on lõpetatud, on see raudselt IBM Quantumi premium-paketi kasutamisel lõpmatult kallim.

Lisaks saab Fire Opal kahe loenduskubitiga H2-st mööda lükata. Olen isiklikult lükanud selle nii 2 loenduskubitiga H6-le kui ka molekulaarsele hapnikule (O2) – mis nõuab 11 andmekubitti – 2 loenduskubitiga. Kahe loenduskubitiga O2 kulutas 2 minutit 4 sekundit IBM Quantumi käitusajast ja tulemus hoiab teid endiselt õiges palliplatsil. Edasi lükates tagastatakse IBM Quantumi veateated.

Seetõttu maksab suurim QPE-ahel, mis suudab töötada praeguse riistvaraga, kulutades 268 sekundit käitusaega 1.60 dollariga sekundis, 428.80 dollarit Fire Opali kasutamisel koos lisatasu juurdepääsuga IBM Quantumi riistvarale või 0.00 dollarit ilma Fire Opalita, kuna töö ebaõnnestub.

Järeldus: Fire Opal ei ole tingimata odavam

Nad ütlevad, et "kvant" on ebaintuitiivne ja see ei valmista kunagi pettumust. Selle asemel, et olla odavam, käitades vähem iteratsioone või lühendades käitusaega, muutub Fire Opal kallimaks, kuna saate seda veelgi edasi lükata. Saate käivitada algoritmi, mis muidu võib maksta 90,000 XNUMX dollarit, sest see ei lähe selle hinna lähedale. Ja saate käivitada ahelaid, mis muidu ebaõnnestuksid ja ei maksa midagi. Seetõttu on Fire Opal kallim lihtsalt selle tõttu, et tegelikult töötab. 

Brian N. Siegelwax on sõltumatu Quantum Algorithm Designer ja vabakutseline kirjanik Kvanttehnoloogia sees. Ta on tuntud oma panuse poolest kvantarvutite valdkonnas, eriti kvantalgoritmide kujundamisel. Ta on hinnanud arvukaid kvantandmetöötluse raamistikke, platvorme ja utiliite ning jaganud oma teadmisi ja leide oma kirjutiste kaudu. Siegelwax on ka autor ja on kirjutanud selliseid raamatuid nagu "Dungeons & Qubits" ja "Choose Your Own Quantum Adventure". Ta kirjutab regulaarselt ajakirjas Medium erinevatel kvantarvutusega seotud teemadel. Tema töö hõlmab kvantarvutuse praktilisi rakendusi, kvantarvutustoodete ülevaadet ja arutelusid kvantarvutuse kontseptsioonide üle.

Kategooriad: Külalisartikkel, fotoonika, kvantarvutus

Sildid: Brian Siegelwax, Fire Opal, Q-CTRL

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/making-quantum-computing-cheaper-and-more-expensive-reviewing-q-ctrls-fire-opal-by-brian-siegelwax/