โกกุล สุบรามาเนียน ราวี
โกกุล สุบรามาเนียน ราวี เริ่มของเขา CIFมิตรภาพ ในเดือนกันยายน 2020 หลังจากได้รับปริญญาเอก (เน้นด้านสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์) จาก มหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน ในเดือนสิงหาคม 2020 Gokul อยู่ที่ มหาวิทยาลัยชิคาโก ทำงานเกี่ยวกับการคำนวณควอนตัมด้วย เฟรเดริก ชอง, Seymour Goodman ศาสตราจารย์ ของวิทยาการคอมพิวเตอร์ เชื่อมโยงเป็นบล็อกของเขาบน อัลกอริธึมควอนตัมแปรผัน และนำมาเพิ่มเติม สถาปนิกคอมพิวเตอร์คลาสสิกสู่โลกควอนตัม. Gokul อยู่ในตลาดงานวิชาการ 2022-23
ส่วนที่เหลือของโพสต์นี้เขียนโดย Gokul Ravi
โครงการปัจจุบัน
คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นกระบวนทัศน์ทางเทคโนโลยีที่ก่อกวนซึ่งมีศักยภาพที่จะปฏิวัติการคำนวณและด้วยเหตุนี้โลก กว่าสามทศวรรษที่ผ่านมา คำมั่นสัญญาของคอมพิวเตอร์ควอนตัมค่อยๆ เติบโตขึ้นอย่างแข็งแกร่งขึ้นผ่านความก้าวหน้าทางทฤษฎีในอัลกอริธึมและความก้าวหน้าทางการทดลองในเทคโนโลยีอุปกรณ์
แต่ในขณะที่อุปกรณ์ควอนตัมกำลังเปลี่ยนจากความอยากรู้อยากเห็นในห้องแล็บไปเป็นความเป็นจริงทางเทคนิค สิ่งสำคัญคือต้องสร้างระบบนิเวศการประมวลผลที่ควรปรับปรุงความสามารถขั้นพื้นฐาน ที่จำกัด ความสามารถของระยะใกล้ (NISQ: Noisy Intermediate Scale Quantum) และระยะยาว (FT: Fault Tolerant) เครื่องจักรควอนตัมในลักษณะที่คุ้นเคยกับความต้องการของแอปพลิเคชันควอนตัมเป้าหมายเป็นอย่างดี สถาปนิกคอมพิวเตอร์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความพยายามนี้ เนื่องจากพวกเขาเชี่ยวชาญในการเชื่อมโยงช่องว่างข้อมูลระหว่างเลเยอร์ต่างๆ ของสแต็กคอมพิวเตอร์ และได้สั่งสมความเชี่ยวชาญอย่างต่อเนื่องในการสร้างระบบที่ได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดซึ่งมีข้อจำกัดอย่างเข้มงวด ซึ่งถือเป็นสิ่งล้ำค่าสำหรับอนาคตของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ในฐานะสถาปนิกคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ได้รับการฝึกฝนทั้งควอนตัมและการคำนวณแบบคลาสสิก การวิจัยระดับดุษฎีบัณฑิตของฉันได้มุ่งเน้นไปที่การสร้างระบบนิเวศคอมพิวเตอร์ควอนตัมคลาสสิกแบบไฮบริดเพื่อความได้เปรียบเชิงควอนตัมในทางปฏิบัติ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ประโยชน์จากหลักการคำนวณแบบคลาสสิกทั้งในด้านวัสดุและปรัชญา ทำให้ฉันเป็นผู้นำโครงการควอนตัมที่น่าตื่นเต้นที่กำหนดเป้าหมาย: a) การลดข้อผิดพลาดที่ปรับเปลี่ยนได้และการสนับสนุนแบบดั้งเดิมสำหรับอัลกอริธึมควอนตัมแบบแปรผัน (วาเคม, คาฟกา และ คิวสเมท); b) การจัดการทรัพยากรควอนตัมอย่างมีประสิทธิภาพ (คิวเมเนเจอร์ และ ควอนคอร์ด); และ c) การถอดรหัสที่ปรับขนาดได้สำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม (คลิก).
เพื่อเน้น CAFQA เป็นตัวอย่าง: Variational Quantum Algorithms เป็นหนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับข้อได้เปรียบของควอนตัมในระยะสั้นและมีการประยุกต์ใช้ในปัญหาที่หลากหลาย เช่น การจำลองระบบควอนตัมหลายตัว VQAs อาศัยการปรับให้เหมาะสมแบบวนซ้ำของวงจรแบบกำหนดพารามิเตอร์ด้วยความเคารพต่อฟังก์ชันวัตถุประสงค์ เนื่องจากเครื่องควอนตัมเป็นทรัพยากรที่ส่งเสียงดังและมีราคาแพง จึงจำเป็นต้องเลือกพารามิเตอร์เริ่มต้นของ VQA แบบคลาสสิกให้ใกล้เคียงกับค่าที่เหมาะสมที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของ VQA และเร่งการบรรจบกันบนอุปกรณ์ในปัจจุบัน ใน CAFQA พารามิเตอร์เริ่มต้นเหล่านี้จะถูกเลือกโดยการค้นหาอย่างมีประสิทธิภาพและปรับขนาดได้ผ่านส่วนที่จำลองได้แบบคลาสสิกของพื้นที่ควอนตัม (เรียกว่าพื้นที่ Clifford) โดยใช้เทคนิคการค้นหาแบบไม่ต่อเนื่องแบบ Bayesian Optimization
ส่งผลกระทบ
ประการแรก โครงการเหล่านี้ได้แสดงผลกระทบเชิงปริมาณที่มีนัยสำคัญ ในตัวอย่างจากด้านบน การเริ่มต้น VQA ด้วย CAFQA จะกู้คืนความไม่ถูกต้องได้มากถึง 99.99% ในแนวทางการกำหนดค่าเริ่มต้นแบบคลาสสิกที่ล้ำสมัยก่อนหน้า อีกตัวอย่างหนึ่ง เราเสนอตัวถอดรหัสอุณหภูมิสำหรับการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมที่เรียกว่า Clique ซึ่งกำจัด 70-99+% ของแบนด์วิดท์การถอดรหัสการแก้ไขข้อผิดพลาด (เข้าและออกจากตู้เย็นเจือจาง) ด้วยต้นทุนฮาร์ดแวร์ที่ต่ำมาก ข้อเสนออื่นๆ ของเรายังทำให้เกิดการปรับปรุงที่สำคัญในด้านความเที่ยงตรงของควอนตัมและประสิทธิภาพในการดำเนินการโดยรวม
ประการที่สอง แนวทางการวิจัยเหล่านี้เปิดประตูสู่แนวคิดใหม่ๆ ที่หลากหลายที่จุดตัดของการคำนวณควอนตัมและการคำนวณแบบคลาสสิก ซึ่งอาจขยายการมีส่วนร่วมจากนักวิจัยที่มีความเชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์คลาสสิกที่หลากหลาย
การวิจัยเพิ่มเติม
งานวิจัยอื่นๆ ที่ฉันกำลังติดตาม ได้แก่ ก) การระบุแอปพลิเคชันควอนตัมเป้าหมายใหม่ที่จะได้รับประโยชน์จากการสนับสนุนแบบดั้งเดิม b) สำรวจเทคนิคการลดเสียงรบกวนที่หลากหลายในเทคโนโลยีควอนตัมที่แตกต่างกัน ค) พยายามลดปัญหาคอขวดควอนตัมคลาสสิกแก้ไขข้อผิดพลาดเพิ่มเติม และ d) การจัดการชุดแอพพลิเคชั่นและเทคโนโลยีที่หลากหลายในควอนตัมคลาวด์
