मुझे इसे स्थानांतरित करना पसंद है, ब्रायन सीगलवैक्स द्वारा आईक्यूएम डेनेब के साथ इसे स्थानांतरित करना - इनसाइड क्वांटम टेक्नोलॉजी

6-क्यूबिट आईक्यूएम डेनेब में एक ऐसा ऑपरेशन है जिसकी मैं गारंटी देता हूं कि आपने क्वांटम कंप्यूटर पर पहले कभी नहीं देखा होगा। इसे MOVE कहा जाता है, और मुझे यह पसंद है।

प्रेरणा

IQM डेनेब की प्रेरणा "कुशलतापूर्वक अनुकरण करें नैनोस्केल एनएमआर सिस्टम की गतिशीलता।” टीम ने ऐसा करने के लिए एक एप्लिकेशन-विशिष्ट एकीकृत चिप (एएसआईसी) के क्वांटम समकक्ष का प्रस्ताव रखा, जिसे वे "सह-डिज़ाइन क्वांटम कंप्यूटर" कहते हैं। दूसरे शब्दों में, IQM डेनेब को विशेष रूप से NMR से संबंधित समस्याओं को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन समस्याओं का जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, भौतिक विज्ञान और चिकित्सा में वास्तविक दुनिया में अनुप्रयोग है। और यदि आप पेपर पढ़ते हैं, तो परमाणु स्पिन का पता लगाने और नियंत्रण के नैनोस्केल रिज़ॉल्यूशन को प्राप्त करने के लिए हीरे में नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्रों (एनवीसी) का उपयोग करके ठोस-अवस्था क्वांटम सेंसिंग के साथ एक दिलचस्प संबंध भी है।

उस विशेष उद्देश्य के बावजूद जिसके लिए IQM डेनेब मूल रूप से बनाया गया था, यह अभी भी एक सार्वभौमिक सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर है। लेकिन अगर आप सभी से कनेक्टिविटी के साथ एक सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर की कल्पना कर सकते हैं, जैसे कि क्वांटम कंप्यूटर सिम्युलेटर का उपयोग करना, तो वह IQM डेनेब है। की तरह।

मूलनिवासी बनाम गैर-मूलनिवासी

IQM डेनेब में वास्तविक रूप से सभी के लिए कनेक्टिविटी नहीं है, लेकिन इसकी क्वैबिट एक केंद्रीय अनुनादक के आसपास व्यवस्थित है। आप एक क्वबिट को केंद्रीय अनुनादक में ले जाते हैं, जहां से सीजेड गेट्स को किसी भी या सभी अन्य क्वैबिट पर लागू किया जा सकता है। फिर आप सिंगल-क्विबिट संचालन करने के लिए क्वबिट को वापस ले जाते हैं, साथ ही अन्य क्वबिट्स को, एक समय में एक, केंद्रीय अनुनादक में ले जाते हैं।

यद्यपि तार्किक क्रिया भिन्न है, MOVE की भौतिकी iSWAP ऑपरेशन के समान है। MOVEs और iSWAPs SWAPs से इस मायने में भिन्न हैं कि वे मूल हैं, जबकि SWAP गेट मूल नहीं हैं और उन्हें लागू करने के लिए तीन शोर वाले CNOT संचालन की आवश्यकता होती है। केंद्रीय अनुनादक केवल MOVE और CZ संचालन की अनुमति देता है, जबकि qubits केवल MOVE और एकल-Qubit संचालन की अनुमति देता है। इसलिए, सभी क्वबिट कनेक्टिविटी केंद्रीय अनुनादक पर निर्भर करती है।

IQM दो MOVE को एक SWAP के समतुल्य बताता है, लेकिन वह लक्षण वर्णन MOVE को छोटा कर देता है। सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर की कनेक्टिविटी के आधार पर, आपके क्वांटम सर्किट पर एक SWAP को वास्तव में वास्तविक हार्डवेयर पर कई SWAP की आवश्यकता हो सकती है। लेकिन जब आप एक क्वबिट को केंद्रीय अनुनादक में ले जाते हैं, तो इसमें सभी-से-सभी कनेक्टिविटी होती है और इसके लिए किसी अतिरिक्त चीज़ की आवश्यकता नहीं होती है। एक MOVE जोड़ी पर्याप्त है.

अनुमापकता

केंद्रीय अनुनादक का आकार क्वैबिट को सामान्य से अधिक दूरी पर रखने के लिए मजबूर करता है, जिससे उनके बीच क्रॉसस्टॉक को कम करने का लाभ होता है। IQM का अनुमान है कि उन्हें प्रोसेसर को सेंट्रल रेज़ोनेटर और क्वैबिट के 1:20 अनुपात में स्केल करने में सक्षम होना चाहिए। और जैसे एक सुपरकंडक्टिंग क्वबिट आम ​​तौर पर एक से अधिक अन्य क्वबिट से जुड़ा होता है, वैसे ही एक क्वबिट भी संभावित रूप से एक से अधिक केंद्रीय अनुनादक से जुड़ा हो सकता है, जिससे 20 से अधिक क्वबिट के साथ कनेक्टिविटी की अनुमति मिलती है।

वाष्पोत्सर्जन

इस अस्वीकरण के साथ कि ट्रांसपिलर अभी तक अनुकूलित नहीं हुआ है, फिर भी इसमें पहले से ही दिलचस्प क्षमताएं पाई जाती हैं। अन्य ट्रांसपिलर की तरह, यह सिंगल-क्यूबिट ऑपरेशन को जहां तक ​​संभव हो बाईं ओर स्लाइड करता है। लेकिन दिलचस्प बात यह है कि केंद्रीय गुंजयमान यंत्र में एक क्वैबिट होने पर इसे लागू करने के लिए सीजेड गेट्स की संख्या मिल सकती है। भले ही सीजेड गेटों की गिनती कम नहीं की जा सकती है, फिर भी यह क्वैबिट्स को स्थानांतरित करने की संख्या को कम करने का प्रयास करता है। यह पहले से ही सर्किट के सिरों पर अनावश्यक संचालन की पहचान कर सकता है और उन्हें हटा सकता है।

आईक्यूएम डेनेब के परिणाम

मैं अपने परीक्षण के दौरान पाँच एल्गोरिदम आज़माने में सक्षम था। छह-क्यूबिट जीएचजेड स्थिति के परिणाम सही थे और माप त्रुटि शमन लागू होने से पहले आप एक सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर से शोर के स्तर की अपेक्षा करेंगे। उनका QAOA उदाहरण केवल दो मिनट में परिवर्तित हो गया, जो कि वास्तविक हार्डवेयर का उपयोग करते हुए मैंने अब तक देखा सबसे तेज़ है। SWAP परीक्षण सही-लेकिन-शोर वाले थे, जिसकी SWAP परीक्षणों से जुड़ी सर्किट गहराई के साथ उम्मीद की जा सकती है। 

इन प्रयोगों की गति के कारण, मैंने फिर सुधार करना शुरू कर दिया। एक छह-क्विबिट क्वांटम फूरियर ट्रांसफॉर्म (क्यूएफटी) निष्पादित किया गया, इसलिए मैंने फिर एक छह-क्विबिट क्वांटम चरण अनुमान (क्यूपीई) सर्किट चलाया। इसे क्रियान्वित भी किया गया। सर्किट की गहराई के कारण ये गुणात्मक परीक्षण नहीं थे, बल्कि डेनेब की सीमाओं के परीक्षण थे। फिर, उस विशेष उद्देश्य के बावजूद जिसके लिए इसे मूल रूप से बनाया गया था, यह अभी भी पूरी तरह से सक्षम सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर है।

निष्कर्ष: डेनेब को या डेनेब को नहीं

समर्पित पहुंच के साथ - जैसा कि "में बताया गया हैIQM अनुनाद के साथ प्रतिध्वनित” - आईक्यूएम डेनेब तेज़ है। अपने परीक्षण के दौरान, मैंने 121 कार्य पूरे किए, जिसमें उनके QAOA उदाहरण के 2 रन शामिल थे। मैं QAOA रन के दौरान जॉब मॉनिटर देख रहा था, और हर कुछ सेकंड में अगला पुनरावृत्ति कतारबद्ध हो जाता था। नतीजतन, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया था, क्रमशः 2 और 2 पुनरावृत्तियों की आवश्यकता के बावजूद 54 मैक्स-कट समस्याओं को लगभग 50 मिनट में हल किया गया था।

लेकिन शो का असली सितारा - और टोपोलॉजी, मज़ाक के लिए क्षमा करें - MOVE ऑपरेटर है। हालाँकि ट्रांसपिलर इसे बेहतर करता है, मैनुअल सर्किट डिज़ाइन ज्ञानवर्धक है। एक बार जब आप एक क्वबिट को केंद्रीय अनुनादक में ले जाते हैं, तो यह अचानक अन्य सभी क्वबिट के साथ कनेक्टिविटी प्राप्त कर लेता है। किसी भी अन्य सुपरकंडक्टिंग क्वांटम कंप्यूटर पर आपको सबसे अधिक कनेक्टिविटी 1:4 मिलेगी, लेकिन आपको कनेक्टिविटी 1:1 जितनी खराब लग सकती है। निकट भविष्य में, IQM संभावित रूप से 1:19 की कनेक्टिविटी की पेशकश कर सकता है, जिसके साथ खेलना वाकई दिलचस्प होगा।

ब्रायन एन. सीगलवैक्स एक स्वतंत्र क्वांटम एल्गोरिथम डिजाइनर और एक स्वतंत्र लेखक हैं क्वांटम प्रौद्योगिकी के अंदर. उन्हें क्वांटम कंप्यूटिंग के क्षेत्र में, विशेष रूप से क्वांटम एल्गोरिदम के डिजाइन में उनके योगदान के लिए जाना जाता है। उन्होंने कई क्वांटम कंप्यूटिंग ढांचे, प्लेटफार्मों और उपयोगिताओं का मूल्यांकन किया है और अपने लेखन के माध्यम से अपनी अंतर्दृष्टि और निष्कर्ष साझा किए हैं। सीगलवैक्स एक लेखक भी हैं और उन्होंने "डंगऑन एंड क्यूबिट्स" और "चुज़ योर ओन क्वांटम एडवेंचर" जैसी किताबें लिखी हैं। वह क्वांटम कंप्यूटिंग से संबंधित विभिन्न विषयों के बारे में मीडियम पर नियमित रूप से लिखते हैं। उनके काम में क्वांटम कंप्यूटिंग के व्यावहारिक अनुप्रयोग, क्वांटम कंप्यूटिंग उत्पादों की समीक्षा और क्वांटम कंप्यूटिंग अवधारणाओं पर चर्चा शामिल है।

श्रेणियाँ:
अतिथि लेख, फोटोनिक्स, क्वांटम कम्प्यूटिंग, अनुसंधान

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ब्रायन सीगलवैक्स, IQM, आईक्यूएम डेनेब

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• स्रोत: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/i-like-to-move-it-move-it-with-iqm-deneb-by-brian-siegelwax/