Gokul Subramanian Ravi
Gokul Subramanian Ravi mulai miliknya persekutuan pada September 2020 setelah menerima gelar PhD (fokus pada arsitektur komputer) dari University of Wisconsin-Madison pada Agustus 2020. Gokul saat ini berada di University of Chicago bekerja pada komputasi kuantum dengan Frederick Chong, Profesor Seymour Goodman Ilmu Komputer. Tertaut adalah blognya algoritma kuantum variasional dan membawa lebih banyak arsitek komputer klasik ke dunia kuantum. Gokul saat ini berada di pasar kerja akademik 2022-23.
Sisa dari posting ini ditulis oleh Gokul Ravi
Proyek saat ini
Komputasi kuantum adalah paradigma teknologi yang mengganggu dengan potensi untuk merevolusi komputasi, dan karenanya, dunia. Selama tiga dekade, janji komputasi kuantum secara bertahap semakin kuat melalui kemajuan teoretis dalam algoritme dan kemajuan eksperimental dalam teknologi perangkat, keduanya sering kali dilakukan secara terpisah.
Tetapi karena perangkat kuantum berubah dari keingintahuan lab menjadi realitas teknis, sangat penting untuk membangun ekosistem komputasi yang harus secara aktif meningkatkan kemampuan fundamental, terbatas, jangka pendek (NISQ: Kuantum Skala Menengah Bising) dan jangka panjang (FT: Fault Tolerant) mesin kuantum, dengan cara yang sangat akrab dengan kebutuhan aplikasi kuantum target. Arsitek komputer sangat penting untuk upaya ini karena mereka mahir dalam menjembatani kesenjangan informasi antara berbagai lapisan tumpukan komputasi dan secara progresif mengumpulkan keahlian dalam membangun sistem yang sangat dioptimalkan dengan batasan ketat – ini sangat berharga untuk masa depan komputasi kuantum.
Sebagai seorang arsitek komputer kuantum yang terlatih dalam komputasi kuantum dan klasik, penelitian pascadoktoral saya berfokus pada pembangunan ekosistem komputasi kuantum-klasik hibrid untuk keunggulan praktis kuantum. Ini melibatkan pemanfaatan prinsip komputasi klasik baik dalam material maupun filosofi, memungkinkan saya untuk memimpin proyek kuantum yang menarik yang menargetkan: a) Mitigasi kesalahan adaptif dan dukungan klasik untuk algoritme kuantum variasional (VAQEM, CAFQA dan QISMET); b) Manajemen sumber daya kuantum yang efisien (Manajer Q dan Quancorde); dan c) Dekode yang dapat diskalakan untuk koreksi kesalahan kuantum (Klik).
Untuk menyorot CAFQA sebagai contoh: Algoritma Kuantum Variasional adalah salah satu aplikasi yang paling menjanjikan untuk keuntungan kuantum jangka pendek dan memiliki aplikasi dalam berbagai masalah seperti simulasi sistem banyak benda kuantum. VQA bergantung pada optimalisasi iteratif dari rangkaian parameter sehubungan dengan fungsi tujuan. Karena mesin kuantum adalah sumber daya yang berisik dan mahal, sangat penting untuk secara klasik memilih parameter awal VQA agar sedekat mungkin dengan optimal, untuk meningkatkan akurasi VQA dan mempercepat konvergensinya pada perangkat saat ini. Dalam CAFQA, parameter awal ini dipilih dengan mencari secara efisien dan terukur melalui bagian ruang kuantum yang dapat disimulasikan secara klasik (dikenal sebagai ruang Clifford) dengan menggunakan teknik pencarian diskrit berbasis Optimasi Bayesian.
Dampak
Pertama, proyek-proyek ini telah menunjukkan dampak kuantitatif yang signifikan. Dalam contoh di atas, menginisialisasi VQA dengan CAFQA memulihkan sebanyak 99.99% ketidakakuratan yang hilang dalam pendekatan inisialisasi klasik canggih sebelumnya. Sebagai contoh lain, kami mengusulkan dekoder kriogenik untuk koreksi kesalahan kuantum yang disebut Clique, yang menghilangkan 70-99+% bandwidth decoding koreksi kesalahan (masuk dan keluar dari kulkas pengenceran) dengan biaya perangkat keras yang sangat rendah. Proposal kami yang lain juga telah menghasilkan peningkatan substansial pada ketepatan kuantum dan efisiensi eksekusi secara keseluruhan.
Kedua, arah penelitian ini telah membuka pintu bagi berbagai ide baru di persimpangan komputasi kuantum dan klasik, berpotensi memperluas partisipasi dari para peneliti dengan beragam keahlian komputasi klasik.
Penelitian Tambahan
Bidang penelitian lain yang saya kejar meliputi: a) Mengidentifikasi aplikasi kuantum target baru yang akan mendapat manfaat dari dukungan klasik; b) Menjelajahi berbagai teknik mitigasi kebisingan pada berbagai teknologi kuantum; c) Mencoba untuk lebih mengurangi koreksi kesalahan kemacetan kuantum-klasik; dan d) Mengelola beragam aplikasi dan teknologi di cloud kuantum.
