나는 움직이는 것을 좋아합니다. Brian Siegelwax의 IQM Deneb로 움직여 보세요 – Inside Quantum Technology

6큐비트 IQM 데네브에는 양자 컴퓨터에서 이전에 본 적이 없는 작업이 있습니다. 이름은 MOVE인데 마음에 듭니다.

영감

IQM Deneb에 대한 영감은 “효율적으로 시뮬레이션 나노규모 NMR 시스템의 역학.” 연구팀은 이를 위해 ASIC(Application-Specific Integrated Chip)과 동등한 양자 컴퓨터를 제안했는데, 이를 "Co-Design 양자 컴퓨터"라고 합니다. 즉, IQM Deneb은 NMR과 관련된 문제를 해결하기 위해 특별히 설계되었습니다. 이러한 문제는 생물학, 화학, 재료 과학 및 의학 분야에 실제 적용됩니다. 그리고 논문을 읽으면 다이아몬드의 질소 공극 센터(NVC)를 사용하여 핵 스핀을 감지하고 제어하는 ​​나노 수준의 분해능을 달성하는 고체 양자 감지와 흥미로운 관계가 있습니다.

IQM 데네브는 원래 의도된 특별한 목적에도 불구하고 여전히 보편적인 초전도 양자 컴퓨터입니다. 그러나 양자 컴퓨터 시뮬레이터를 사용하는 것처럼 전체 연결성을 갖춘 초전도 양자 컴퓨터를 상상할 수 있다면 바로 IQM Deneb입니다. 일종의.

네이티브 대 비네이티브

IQM 데네브는 진정한 올투올 연결성을 갖고 있지 않지만 중앙 공진기 주위에 큐비트가 배열되어 있습니다. CZ 게이트가 다른 큐비트 중 일부 또는 전부에 적용될 수 있는 중앙 공진기로 큐비트를 이동합니다. 그런 다음 큐비트를 다시 이동하여 단일 큐비트 작업을 수행하고 다른 큐비트를 한 번에 하나씩 중앙 공진기로 이동합니다.

논리적 작업은 다르지만 MOVE는 iSWAP 작업과 물리적으로 동일합니다. MOVE 및 iSWAP는 기본이라는 점에서 SWAP와 다른 반면, SWAP 게이트는 기본이 아니며 구현하려면 세 가지 시끄러운 CNOT 작업이 필요합니다. 중앙 공진기는 MOVE 및 CZ 작업만 허용하는 반면, 큐비트는 MOVE 및 단일 큐비트 작업만 허용합니다. 따라서 모든 큐비트 연결은 중앙 공진기에 따라 달라집니다.

IQM은 두 개의 MOVE를 하나의 SWAP과 동일하게 특성화하지만 이러한 특성화는 MOVE를 단축합니다. 초전도 양자 컴퓨터의 연결성에 따라 양자 회로의 하나의 SWAP에는 실제로 실제 하드웨어에서 여러 개의 SWAP이 필요할 수 있습니다. 그러나 큐비트를 중앙 공진기로 이동하면 모든 연결이 가능하며 추가가 필요하지 않습니다. 하나의 MOVE 쌍이면 충분합니다.

확장성

중앙 공진기의 크기로 인해 큐비트가 평소보다 더 많이 떨어져 있게 되므로 큐비트 간의 누화를 줄이는 이점이 있습니다. IQM은 중앙 공진기와 큐비트의 비율이 1:20으로 프로세서를 확장할 수 있어야 한다고 추정합니다. 그리고 초전도 큐비트가 일반적으로 두 개 이상의 다른 큐비트에 연결되는 것과 마찬가지로 큐비트는 잠재적으로 두 개 이상의 중앙 공진기에 연결되어 20개 이상의 큐비트에 연결할 수 있습니다.

번역

트랜스파일러가 아직 최적화되지 않았다는 면책 조항과 함께, 그럼에도 불구하고 이미 흥미로운 효율성을 발견했습니다. 다른 트랜스파일러와 마찬가지로 단일 큐비트 작업을 최대한 왼쪽으로 밀어냅니다. 그러나 흥미로운 점은 큐비트가 중앙 공진기에 있을 때 적용하기 위해 찾을 수 있는 CZ 게이트의 수입니다. CZ 게이트 수를 줄일 수 없더라도 큐비트가 이동해야 하는 횟수를 최소화하려고 합니다. 또한 회로 끝에서 불필요한 작업을 이미 식별하여 제거할 수도 있습니다.

IQM 데네브의 결과

나는 시험 기간 동안 다섯 가지 알고리즘을 시험해 볼 수 있었습니다. 6큐비트 GHZ 상태의 결과는 정확했으며 측정 오류 완화가 적용되기 전 초전도 양자 컴퓨터에서 기대할 수 있는 소음 수준과 일치했습니다. QAOA 예제는 약 2분 만에 수렴되었으며, 이는 실제 하드웨어를 사용하여 본 것 중 가장 빠른 속도입니다. SWAP 테스트는 정확했지만 잡음이 많았으며 이는 SWAP 테스트와 관련된 회로 깊이로 예상됩니다. 

이러한 실험의 속도 때문에 나는 즉흥적으로 작업을 시작했습니다. 6큐비트 QFT(양자 푸리에 변환)가 실행되었으므로 6큐비트 QPE(양자 위상 추정) 회로를 실행했습니다. 그것도 실행했다. 회로 깊이 때문에 이는 정성적 테스트가 아니라 Deneb의 한계에 대한 테스트입니다. 다시 말하지만, 원래 의도된 특별한 목적에도 불구하고 여전히 완전한 능력을 갖춘 범용 양자 컴퓨터입니다.

결론: 데네브에게인가 아니면 데네브가 아닌가

전용 액세스 사용 – '에 설명된 대로IQM 공명으로 공명” – IQM 데네브는 빠릅니다. 평가판 기간 동안 QAOA 예제 실행 121회를 포함하여 2개의 작업을 완료했습니다. QAOA가 실행되는 동안 작업 모니터를 보고 있었는데 몇 초마다 다음 반복이 대기열에 추가되었습니다. 결과적으로 이전에 언급한 바와 같이 각각 2번과 2번의 반복이 필요함에도 불구하고 54개의 Max-Cut 문제가 각각 약 50분 만에 해결되었습니다.

하지만 이 쇼의 진정한 스타는 MOVE 연산자입니다. 트랜스파일러가 더 나은 성능을 발휘하지만 수동 회로 설계가 계몽적입니다. 큐비트를 중앙 공진기로 이동하면 갑자기 다른 모든 큐비트와 연결됩니다. 다른 초전도 양자 컴퓨터에서 볼 수 있는 최대 연결성은 1:4이지만 1:1만큼 연결성이 좋지 않을 수도 있습니다. 가까운 미래에 IQM은 잠재적으로 1:19의 연결성을 제공할 수 있으며, 이는 정말 흥미로울 것입니다.

브라이언 N. 시겔왁스 독립적인 양자 알고리즘 디자이너이자 프리랜서 작가입니다. 양자 기술 내부. 그는 양자 컴퓨팅 분야, 특히 양자 알고리즘 설계에 기여한 것으로 유명합니다. 그는 수많은 양자 컴퓨팅 프레임워크, 플랫폼 및 유틸리티를 평가했으며 자신의 글을 통해 통찰력과 결과를 공유했습니다. Siegelwax는 작가이기도 하며 "Dungeons & Qubits" 및 "Choose Your Own Quantum Adventure"와 같은 책을 집필했습니다. 그는 정기적으로 양자 컴퓨팅과 관련된 다양한 주제에 대해 Medium에 글을 쓰고 있습니다. 그의 작업에는 양자 컴퓨팅의 실제 적용, 양자 컴퓨팅 제품 리뷰, 양자 컴퓨팅 개념에 대한 토론이 포함됩니다.

카테고리 :
게스트 기사, 광자, 양자 컴퓨팅, 연구

태그 :
브라이언 시겔왁스, IQM, IQM 데네브

• SEO 기반 콘텐츠 및 PR 배포. 오늘 증폭하십시오.
• PlatoData.Network 수직 생성 Ai. 자신에게 권한을 부여하십시오. 여기에서 액세스하십시오.
• PlatoAiStream. 웹3 인텔리전스. 지식 증폭. 여기에서 액세스하십시오.
• 플라톤ESG. 탄소, 클린테크, 에너지, 환경, 태양광, 폐기물 관리. 여기에서 액세스하십시오.
• PlatoHealth. 생명 공학 및 임상 시험 인텔리전스. 여기에서 액세스하십시오.
• 출처: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/i-like-to-move-it-move-it-with-iqm-deneb-by-brian-siegelwax/