Гокул Субраманіан Раві
Гокул Субраманіан Раві почав своє CIFellowship у вересні 2020 року після отримання докторського ступеня (зосереджено на архітектурі комп’ютерів) у Університет Вісконсін-Медісон у серпні 2020 р. Зараз Гокул перебуває в Чиказький університет працює над квантовими обчисленнями с Фредерік Чонг, Професор Сеймур Гудмен комп'ютерних наук. Посилання на його блоги варіаційні квантові алгоритми і приносячи більше класичних комп’ютерних архітекторів у квантовий світ. Гокул зараз на ринку академічної праці 2022-23.
Решту цієї публікації написав Гокул Раві
Поточний проект
Квантові обчислення — це революційна технологічна парадигма, яка може революціонізувати обчислення, а отже, і світ. Протягом трьох десятиліть перспективи квантових обчислень поступово зростали завдяки теоретичним досягненням в алгоритмах і експериментальним досягненням у технології пристроїв, які часто розглядалися окремо.
Але оскільки квантові пристрої перетворюються з лабораторної цікавості на технічну реальність, життєво важливо побудувати обчислювальну екосистему, яка має активно розширювати фундаментальні, обмежені, можливості короткострокового (NISQ: Noisy Intermediate Scale Quantum) і довгострокового (FT: Fault Tolerant) квантових машин, які добре знайомі з потребами цільових квантових програм. Комп’ютерні архітектори особливо важливі для цього, оскільки вони вміють подолати інформаційний розрив між різними рівнями обчислювального стеку та поступово накопичують досвід у створенні жорстко обмежених високооптимізованих систем – це є неоціненним для майбутнього квантових обчислень.
Як архітектор квантового комп’ютера, який навчався як квантовим, так і класичним обчисленням, моє постдокторське дослідження було зосереджено на побудові гібридної квантово-класичної обчислювальної екосистеми для практичної квантової переваги. Це включало використання класичних принципів обчислення як у матеріалах, так і у філософії, що дозволило мені керувати захоплюючими квантовими проектами, спрямованими на: a) адаптивне пом’якшення помилок і класичну підтримку варіаційних квантових алгоритмів (VAQEM, CAFQA та QISMET); b) Ефективне управління квантовими ресурсами (QManager та Quancorde); і c) масштабоване декодування для квантової корекції помилок (Натисніть).
Щоб висвітлити CAFQA як приклад: варіаційні квантові алгоритми є одними з найбільш перспективних застосувань для короткострокової квантової переваги та мають застосування в різноманітних проблемах, таких як моделювання квантових систем багатьох тіл. VQA покладаються на ітераційну оптимізацію параметризованої схеми щодо цільової функції. Оскільки квантові машини є шумними та дорогими ресурсами, необхідно класично вибрати початкові параметри VQA, щоб вони були якомога ближче до оптимальних, щоб підвищити точність VQA та прискорити їх конвергенцію на сучасних пристроях. У CAFQA ці початкові параметри вибираються шляхом ефективного та масштабованого пошуку в класично моделюваній частині квантового простору (відомого як простір Кліффорда) за допомогою методу дискретного пошуку на основі байєсівської оптимізації.
Impact
По-перше, ці проекти показали значний кількісний ефект. У наведеному вище прикладі ініціалізація VQA за допомогою CAFQA відновлює до 99.99% неточності, втраченої в попередніх найсучасніших класичних підходах ініціалізації. Як інший приклад ми запропонували кріогенний декодер для квантової корекції помилок під назвою Clique, який усуває 70-99+% смуги декодування корекції помилок (в холодильнику розведення та поза ним) за дуже низької вартості обладнання. Інші наші пропозиції також призвели до суттєвих покращень квантової точності та загальної ефективності виконання.
По-друге, ці напрямки досліджень відкрили двері для різноманітних нових ідей на перетині квантових і класичних обчислень, потенційно розширивши участь дослідників з різноманітним досвідом класичних обчислень.
Додаткові дослідження
Інші напрямки досліджень, якими я займаюся, включають: a) визначення нових цільових квантових застосувань, які виграють від класичної підтримки; b) Вивчення різноманітних методів пом’якшення шуму на різних квантових технологіях; c) Спроба ще більше зменшити квантово-класичні вузькі місця корекції помилок; г) Управління різноманітним набором програм і технологій у квантовій хмарі.
