Gokul Subramanian Ravi
Gokul Subramanian Ravi onun başladı CI Bursu Eylül 2020'de doktora derecesini (bilgisayar mimarisi odaklı) aldıktan sonra University of Wisconsin-Madison Ağustos 2020'de. Gökul şu anda Chicago Üniversitesi ile kuantum hesaplama üzerinde çalışmak Frederic Chong, Seymour Goodman Profesör Bilgisayar Bilimi. Bağlantılı blogları varyasyonel kuantum algoritmaları ve daha fazlasını getirmek klasik bilgisayar mimarlarından kuantum dünyasına. Gökul şu anda 2022-23 akademik iş piyasasında.
Bu yazının geri kalanı Gökul Ravi tarafından yazılmıştır.
Mevcut Proje
Kuantum bilişim, bilişimde ve dolayısıyla dünyada devrim yaratma potansiyeline sahip yıkıcı bir teknolojik paradigmadır. Otuz yılı aşkın bir süredir, kuantum hesaplamanın vaadi, algoritmalardaki teorik ilerlemeler ve cihaz teknolojisindeki deneysel ilerlemelerle, her ikisi de genellikle tek başına takip edilerek giderek daha da güçlendi.
Ancak kuantum cihazları laboratuvar merakından teknik gerçekliğe dönüşürken, yakın vadeli (NISQ: Noisy Intermediate Scale Quantum) ve uzun vadeli (FT: Hata Toleranslı) kuantum makineleri, hedef kuantum uygulamalarının ihtiyaçlarını iyi bilen bir şekilde. Bilgisayar mimarları, bilgi işlem yığınının farklı katmanları arasındaki bilgi boşluğunu kapatmakta usta olduklarından ve sıkı bir şekilde kısıtlanmış, yüksek düzeyde optimize edilmiş sistemler oluşturma konusunda giderek artan bir uzmanlık birikimine sahip olduklarından, bu çaba için özellikle kritik öneme sahiptir - bu, kuantum hesaplamanın geleceği için paha biçilmezdir.
Hem kuantum hem de klasik hesaplama konusunda eğitim almış bir kuantum bilgisayar mimarı olarak, doktora sonrası araştırmam, pratik kuantum avantajı için hibrit bir kuantum-klasik bilgi işlem ekosistemi oluşturmaya odaklandı. Bu, hem malzemede hem de felsefede klasik bilgi işlem ilkelerinden yararlanmayı içeriyordu ve aşağıdakileri hedefleyen heyecan verici kuantum projelerine liderlik etmemi sağladı: a) Değişken kuantum algoritmaları için uyarlanabilir hata azaltma ve klasik destek (VAQEM, CAFQA ve KISMET); b) Verimli kuantum kaynak yönetimi (Q Yöneticisi ve Quancorde); ve c) Kuantum hata düzeltmesi için ölçeklenebilir kod çözme (Tıklayın).
CAFQA'yı bir örnek olarak vurgulamak için: Varyasyonel Kuantum Algoritmaları, yakın vadeli kuantum avantajı için en umut verici uygulamalar arasındadır ve kuantum çok cisim sistemlerinin simülasyonu gibi çeşitli problemlerde uygulamaları vardır. VQA'lar, bir amaç fonksiyonuna göre parametreleştirilmiş bir devrenin yinelemeli optimizasyonuna dayanır. Kuantum makineleri gürültülü ve pahalı kaynaklar olduğundan, MYK doğruluğunu artırmak ve günümüz cihazlarında yakınsamalarını hızlandırmak için MYK'nın başlangıç parametrelerini optimuma olabildiğince yakın olacak şekilde klasik olarak seçmek zorunludur. CAFQA'da bu başlangıç parametreleri, Bayes Optimizasyonu tabanlı ayrık arama tekniği kullanılarak kuantum uzayının (Clifford uzayı olarak bilinir) klasik olarak simüle edilebilir kısmı boyunca verimli ve ölçeklenebilir bir şekilde arama yapılarak seçilir.
darbe
İlk olarak, bu projeler önemli nicel etki göstermiştir. Yukarıdaki örnekte, VQA'ların CAFQA ile başlatılması, önceki son teknoloji ürünü klasik başlatma yaklaşımlarında kaybedilen yanlışlığın %99.99'a kadarını kurtarır. Başka bir örnek olarak, çok düşük donanım maliyetiyle hata düzeltme kod çözme bant genişliğinin (seyreltme buzdolabının içinde ve dışında) %70-99+'unu ortadan kaldıran, Clique adlı kuantum hata düzeltmesi için kriyojenik bir kod çözücü önerdik. Diğer tekliflerimiz de kuantum doğruluğunda ve genel yürütme verimliliğinde önemli gelişmeler sağladı.
İkinci olarak, bu araştırma yönergeleri, kuantum ve klasik bilgi işlemin kesiştiği noktada çeşitli yeni fikirlere kapı açarak, çeşitli klasik bilgi işlem uzmanlığına sahip araştırmacıların katılımını potansiyel olarak genişletmiştir.
Ek Araştırma
Takip ettiğim diğer araştırma alanları şunlardır: a) Klasik destekten yararlanacak yeni hedef kuantum uygulamalarının belirlenmesi; b) Farklı kuantum teknolojilerinde çeşitli gürültü azaltma tekniklerini keşfetmek; c) Hata düzeltme kuantum-klasik darboğazlarını daha da azaltmaya çalışmak; ve d) Kuantum bulutunda çok çeşitli uygulamaları ve teknolojiyi yönetme.
