Kvanttilaskennan tekeminen halvemmaksi ja kalliimmaksi - Q-CTRL:n palo-opaalin tarkistus: Brian Siegelwax – Inside Quantum Technology

Tämän artikkelin tarkoituksena oli osoittaa, kuinka Q-CTRL:itä käytetään Tuli Opal hakemus voi säästää rahaa kvanttitietokonelaitteiston käytössä. Ja se alkaa tehdä niin. Mutta koska kokeilut ovat taipuvaisia ​​tekemään, matkan varrella havaittiin odottamaton käänne. 

Grafiikka siitä, kuinka Q-CTRL:n Fire Opal toimii innovatiivisten ratkaisujen löytämiseksi. (PC Q-CTRL)

Ensinnäkin: Säästä huomattavasti rahaa

Q-CTRL on julkaissut artikkeli otsikolla "Kvanttilaskennan vähentäminen maksaa 2,500 XNUMX kertaa Fire Opalilla", jossa he väittävät, että "arviot nousivat QAOA-algoritmin yhden ajon ennustetusta 89,205 32 dollarista vain XNUMX dollariin" Fire Opalin QAOA-ratkaisijalla.

Ilman teknistä osaamista QAOA käyttää parametroitua kvanttipiiriä. Arvaamme parametrit ja suoritamme sitten piirin. Tulosten perusteella säädämme parametreja iteratiivisesti ja ajamme piiriä uudelleen, kunnes saavutamme hyväksyttävän ratkaisun likiarvon. 

Olemme huolissamme tämän piirin käyttökustannuksista. Joka kerta kun käytämme tuota piiriä, joudumme maksamaan sen. Tästä syystä tavoitteemme on ajaa tämä algoritmi mahdollisimman vähillä iteraatioilla. Sen tekeminen on sekä nopeampaa että halvempaa.

Olen henkilökohtaisesti vertaillut Fire Opalin QAOA-ratkaisijaa kahteen muuhun QAOA-ratkaisijaan, eikä ole epäilystäkään siitä, että Fire Opal vähentäisi iteraatioiden määrää. Fire Opal parantaa dramaattisesti kunkin iteroinnin tulosten laatua, jotta pääset itse asiassa likimääräiseen ratkaisuun. Ollakseni rehellinen, luovuin kahdesta muusta ratkaisijasta. Joten vaikka en henkilökohtaisesti aio käyttää 90,000 2500 dollaria vain varmistaakseni Q-CTRL:n väitteen XNUMXX, voin varmistaa, että Fire Opal lopettaa piirien käytön, kun se saavuttaa likimääräisen ratkaisun, mutta en voi varmistaa, että muut ratkaisijat saavat siellä ollenkaan. Tämän artikkelin yläosassa oleva esittelykuva on peräisin Q-CTRL:stä ja näyttää 5700-kertaisen säästön, mutta siinä ei ole linkitettävää artikkelia.

Toiseksi: kuluttaa äärettömästi enemmän rahaa

Meidän pitäisi kuitenkin olla kiinnostuneita algoritmeista, jotka on tarkoitettu vikasietoiseen kvanttilaskentaan (FTQC). Näiden algoritmien suorittaminen kestää niin kauan, että nykypäivän kvanttitietokoneet palauttavat silkkaa kohinaa. Vaikka keskitymme yleensä tulosten laatuun tai sen puutteeseen, meidän on ehkä otettava huomioon myös suoritusaika. Hintamalli voi perustua siihen, kuinka monta kertaa ajetaan jokainen piiri, mutta se voi myös perustua siihen, kuinka kauan se kulkee. Jos Fire Opal voi parantaa piirien suorittamisen tehokkuutta, se saattaa johtaa alhaisempiin ajonaikaisiin kustannuksiin.

Käytän Classiq Platformia Python SDK syntetisoida valtavia piirejä, kuten kvanttifaasiestimointiin (QPE) tarvittavia piirejä. Jos haluamme nähdä kuinka paljon halvempi Fire Opal on, meidän on käytettävä mahdollisimman suuria piirejä, jotta voimme nähdä selkeän leviämisen.

Aloitin molekyylivedystä (H2) yhdellä laskentakubitilla. Jos et ole perehtynyt, QPE laskee molekyylien perustilaenergian käyttämällä yhtä rekisteriä (datakubitit) edustamaan molekyyliä ja yhtä rekisteriä (kubittien laskenta) määrittääkseen ratkaisun tarkkuuden. Ihannetapauksessa haluamme käyttää kahdeksaa laskentakubittia H2:lle, mutta olen jo testannut sen, ja nykyinen laitteisto ei kestä sitä. H2 vaatii vain yhden datakubitin, joten tämä ensimmäinen piiri käytti yhteensä vain kahta kubittia.

Sekä Qiskit että Fire Opal käyttivät seitsemän sekuntia IBM Kvanttikäyttöaika. Fire Opal käytti kuitenkin automaattisesti virheiden lieventämistä, mikä kulutti 21 sekuntia lisäajoaikaa. Ollakseni rehellinen, käytin Qiskitin vastinetta, nimeltään M3, ja M3 käytti vain 11 lisäsekuntia ajonaikaa. H2:lla yhdellä laskentakubitilla Qiskit itse asiassa voitti ajonaikaisen vertailun.

Mutta sitten kokeilin H2:ta kahdella laskentakubitilla. The Qiskit työ epäonnistui, kun taas Fire Opal -työ valmistui riittävän tarkasti, jotta voit arvioida karkeasti ratkaisun. Tarkkuus on kaukana siitä, missä sen pitäisi olla, mutta se on ainakin oikealla kentällä. 

Ja siinä piilee odottamaton käänne. Epäonnistuneen Qiskit-työn hinta on 0.00 dollaria. Koska Fire Opal -työ on ironista, se on äärettömän kalliimpaa käytettäessä IBM Quantum premium -pakettia.

Lisäksi Fire Opal voi ajaa H2:n ohi kahdella laskentakubitilla. Olen henkilökohtaisesti työntänyt sen H2:een 6 laskentakubitilla sekä molekyylihapelle (O2) – joka vaatii 11 datakubittia – 2 laskentakubitillä. O2 kahdella laskentakubitilla kulutti 2 minuuttia 4 sekuntia IBM Quantum -ajoajasta, ja tulos pitää sinut edelleen oikealla kentällä. Työntäminen lisää palauttaa virheilmoitukset IBM Quantumilta.

Siksi suurin QPE-piiri, joka voi toimia nykyisellä laitteistolla ja kuluttaa 268 sekuntia ajonaikaa 1.60 dollarilla sekunnissa, maksaa 428.80 dollaria Fire Opalilla ja premium-pääsyllä IBM Quantum -laitteistoon, tai 0.00 dollaria ilman Fire Opalia, koska työ epäonnistuu.

Johtopäätös: Fire Opal ei välttämättä ole halvempi

He sanovat, että "kvantti" on epäintuitiivinen, ja se ei koskaan petä. Sen sijaan, että Fire Opal olisi halvempi suorittamalla vähemmän iteraatioita tai lyhentämällä suoritusaikaa, se tulee kalliimmaksi, koska voit työntää sitä pidemmälle. Voit käyttää algoritmia, joka saattaisi muuten maksaa 90,000 XNUMX dollaria, koska se ei tule maksamaan lähellekään sitä. Ja voit ajaa piirejä, jotka muuten epäonnistuisivat eivätkä maksa mitään. Siksi Fire Opal on kalliimpi yksinkertaisesti sen vuoksi, että se toimii. 

Brian N. Siegelwax on riippumaton Quantum Algorithm -suunnittelija ja freelance-kirjoittaja Sisällä Quantum Technology. Hänet tunnetaan panoksestaan ​​kvanttilaskennan alalla, erityisesti kvanttialgoritmien suunnittelussa. Hän on arvioinut lukuisia kvanttilaskennan puitteita, alustoja ja apuohjelmia ja jakanut näkemyksensä ja havaintojaan kirjoituksissaan. Siegelwax on myös kirjailija ja hän on kirjoittanut kirjoja, kuten "Dungeons & Qubits" ja "Choose Your Own Quantum Adventure". Hän kirjoittaa säännöllisesti Mediumille erilaisista kvanttilaskentaan liittyvistä aiheista. Hänen työhönsä kuuluvat kvanttilaskennan käytännön sovellukset, kvanttilaskennan tuotteiden katsaukset ja keskustelut kvanttilaskennan käsitteistä.

Luokat: Vierasartikkeli, fotoniikan, kvanttilaskenta

Tunnisteet: Brian Siegelwax, Tuli Opal, Q-CTRL

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/making-quantum-computing-cheaper-and-more-expensive-reviewing-q-ctrls-fire-opal-by-brian-siegelwax/