Гокул Субраманиан Рави
Гокул Субраманиан Рави начал его CIFellowship в сентябре 2020 года после получения докторской степени (в области компьютерной архитектуры) в Университет Висконсин-Мэдисон в августе 2020 года. Гокул в настоящее время находится в Чикагский университет работает над квантовыми вычислениями с Фредерик Чонг, Профессор Сеймура Гудмана компьютерных наук. Связаны его блоги на вариационные квантовые алгоритмы и принося больше классические компьютерные архитекторы в квантовый мир. Гокул в настоящее время находится на академическом рынке труда 2022–23 годов.
Остальная часть этого поста написана Гокулом Рави.
Текущий проект
Квантовые вычисления — это прорывная технологическая парадигма, способная революционизировать вычисления и, следовательно, мир. За три десятилетия перспективы квантовых вычислений постепенно становились все сильнее благодаря теоретическим достижениям в алгоритмах и экспериментальным достижениям в технологии устройств, которые часто развивались изолированно.
Но по мере того, как квантовые устройства превращаются из лабораторного любопытства в техническую реальность, жизненно важно создать вычислительную экосистему, которая должна активно расширять фундаментальные, ограниченные возможности краткосрочной (NISQ: Noisy Intermediate Scale Quantum) и долгосрочной (FT: Отказоустойчивые) квантовые машины, хорошо знакомые с потребностями целевых квантовых приложений. Компьютерные архитекторы особенно критичны к этому начинанию, поскольку они умеют преодолевать информационный разрыв между различными уровнями вычислительного стека и постепенно накапливают опыт в создании высокооптимизированных систем с жесткими ограничениями — это бесценно для будущего квантовых вычислений.
Будучи архитектором квантовых компьютеров, прошедшим обучение как квантовым, так и классическим вычислениям, я в своем постдокторском исследовании сосредоточился на создании гибридной экосистемы квантовых и классических вычислений для практического квантового преимущества. Это включало использование классических принципов вычислений как в материале, так и в философии, что позволило мне руководить интересными квантовыми проектами, нацеленными на: а) Адаптивное уменьшение ошибок и классическую поддержку вариационных квантовых алгоритмов (ВАКЕМ, КАФКА и КИСМЕТ); б) Эффективное управление квантовыми ресурсами (QManager и Кванкорд); и c) масштабируемое декодирование для квантовой коррекции ошибок (Нажмите).
Чтобы выделить CAFQA в качестве примера: вариационные квантовые алгоритмы являются одними из наиболее многообещающих приложений для краткосрочного квантового преимущества и находят применение в различных задачах, таких как моделирование квантовых систем многих тел. VQA полагаются на итеративную оптимизацию параметризованной схемы по отношению к целевой функции. Поскольку квантовые машины являются шумными и дорогими ресурсами, крайне важно классически выбрать начальные параметры ВОК максимально приближенными к оптимальным, чтобы повысить точность ВОК и ускорить их сходимость на современных устройствах. В CAFQA эти начальные параметры выбираются путем эффективного и масштабируемого поиска в классически моделируемой части квантового пространства (известной как пространство Клиффорда) с использованием метода дискретного поиска на основе байесовской оптимизации.
Влияние
Во-первых, эти проекты продемонстрировали значительный количественный эффект. В приведенном выше примере инициализация VQA с помощью CAFQA восстанавливает до 99.99% неточности, утраченной в предшествующих современных классических подходах к инициализации. В качестве другого примера мы предложили криогенный декодер для квантовой коррекции ошибок под названием Clique, который устраняет 70-99+% полосы пропускания декодирования с коррекцией ошибок (в и из рефрижератора растворения) при очень низкой стоимости оборудования. Другие наши предложения также привели к существенным улучшениям квантовой точности и общей эффективности выполнения.
Во-вторых, эти направления исследований открыли двери для множества новых идей на стыке квантовых и классических вычислений, потенциально расширяя участие исследователей с разнообразным опытом в области классических вычислений.
Дополнительные исследования
Другие области исследований, которыми я занимаюсь, включают: а) определение новых целевых квантовых приложений, которые выиграют от классической поддержки; б) изучение различных методов подавления шума в различных квантовых технологиях; c) Попытка дальнейшего уменьшения квантово-классических узких мест коррекции ошибок; и d) Управление разнообразным набором приложений и технологий в квантовом облаке.
