گوکل سبرامنیم روی
گوکل سبرامنیم روی اس کا آغاز کیا CIFellowship ستمبر 2020 میں پی ایچ ڈی (کمپیوٹر فن تعمیر پر مرکوز) حاصل کرنے کے بعد وسکونسن میڈیسن یونیورسٹی اگست 2020 میں۔ گوکل اس وقت ہے۔ شکاگو یونیورسٹی کے ساتھ کوانٹم کمپیوٹنگ پر کام کرنا فریڈرک چونگ, سیمور گڈمین پروفیسر کمپیوٹر سائنس کے. لنک ان کے بلاگز پر ہیں۔ تغیراتی کوانٹم الگورتھم اور مزید لانا کوانٹم دنیا میں کلاسیکی کمپیوٹر آرکیٹیکٹس. گوکل فی الحال 2022-23 تعلیمی ملازمت کے بازار میں ہے۔
اس پوسٹ کا بقیہ حصہ گوکل روی نے لکھا ہے۔
موجودہ پروجیکٹ۔
کوانٹم کمپیوٹنگ ایک تباہ کن تکنیکی نمونہ ہے جس میں کمپیوٹنگ، اور اس وجہ سے دنیا میں انقلاب لانے کی صلاحیت ہے۔ تین دہائیوں کے دوران، کوانٹم کمپیوٹنگ کا وعدہ بتدریج الگورتھم میں نظریاتی ترقی اور ڈیوائس ٹیکنالوجی میں تجرباتی پیشرفت کے ذریعے مضبوط تر ہوتا چلا گیا، دونوں کو اکثر تنہائی میں رکھا جاتا ہے۔
لیکن چونکہ کوانٹم ڈیوائسز لیب کے تجسس سے تکنیکی حقیقت میں تبدیل ہو رہی ہیں، اس لیے ایک کمپیوٹنگ ایکو سسٹم بنانا بہت ضروری ہے جو فعال طور پر بنیادی، محدود، قریبی مدت (NISQ: Noisy Intermediate Scale Quantum) اور طویل مدتی (FT:) کی صلاحیتوں میں اضافہ کرے۔ فالٹ ٹولرنٹ) کوانٹم مشینیں، ٹارگٹ کوانٹم ایپلی کیشنز کی ضروریات سے اچھی طرح واقف ہیں۔ کمپیوٹر آرکیٹیکٹس اس کوشش کے لیے خاص طور پر اہم ہیں کیونکہ وہ کمپیوٹنگ اسٹیک کی مختلف پرتوں کے درمیان معلومات کے فرق کو ختم کرنے میں ماہر ہیں اور انہوں نے آہستہ آہستہ مضبوطی سے محدود انتہائی بہتر نظام کی تعمیر میں مہارت حاصل کی ہے - یہ کوانٹم کمپیوٹنگ کے مستقبل کے لیے انمول ہے۔
کوانٹم اور کلاسیکل کمپیوٹنگ دونوں میں تربیت یافتہ کوانٹم کمپیوٹر آرکیٹیکٹ کے طور پر، میری پوسٹ ڈاکٹرل تحقیق نے عملی کوانٹم فائدہ کے لیے ایک ہائبرڈ کوانٹم کلاسیکل کمپیوٹنگ ایکو سسٹم بنانے پر توجہ مرکوز کی ہے۔ اس میں مادی اور فلسفہ دونوں میں کلاسیکی کمپیوٹنگ کے اصولوں کا فائدہ اٹھانا شامل ہے، جس سے مجھے کوانٹم پراجیکٹس کو نشانہ بنانے کے لیے دلچسپ رہنمائی کرنے کے قابل بنایا گیا ہے: الف) تغیراتی کوانٹم الگورتھم کے لیے انکولی غلطی کی تخفیف اور کلاسیکی مدد (VAQEM, CAFQA اور QISMET); ب) موثر کوانٹم ریسورس مینجمنٹ (QManager اور Quancorde); اور c) کوانٹم غلطی کی اصلاح کے لیے اسکیل ایبل ڈی کوڈنگ (گروہ).
CAFQA کو ایک مثال کے طور پر اجاگر کرنے کے لیے: متغیر کوانٹم الگورتھم قریبی مدت کے کوانٹم فائدہ کے لیے سب سے زیادہ امید افزا ایپلی کیشنز میں سے ہیں اور ان کا اطلاق مختلف مسائل میں ہوتا ہے جیسے کوانٹم کئی باڈی سسٹمز کی نقل۔ VQAs ایک معروضی فنکشن کے حوالے سے پیرامیٹرائزڈ سرکٹ کی تکراری اصلاح پر انحصار کرتے ہیں۔ چونکہ کوانٹم مشینیں شور اور مہنگے وسائل ہیں، اس لیے VQA کی درستگی کو بہتر بنانے اور آج کے آلات پر ان کے ہم آہنگی کو تیز کرنے کے لیے، VQA کے ابتدائی پیرامیٹرز کو کلاسیکی طور پر منتخب کرنا ضروری ہے تاکہ وہ زیادہ سے زیادہ بہترین کے قریب ہوں۔ CAFQA میں، ان ابتدائی پیرامیٹرز کا انتخاب بایسیئن آپٹیمائزیشن پر مبنی مجرد تلاش کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے کوانٹم اسپیس (جسے کلفورڈ اسپیس کے نام سے جانا جاتا ہے) کے کلاسیکی طور پر نقلی حصے کے ذریعے مؤثر طریقے سے اور پیمانے پر تلاش کیا جاتا ہے۔
اثر
سب سے پہلے، ان منصوبوں نے اہم مقداری اثر دکھایا ہے۔ اوپر سے مثال کے طور پر، CAFQA کے ساتھ VQAs کو شروع کرنے سے 99.99% غلطیوں کو ٹھیک ہو جاتا ہے جو پہلے سے جدید کلاسیکی ابتدائی طریقوں میں کھو گئی تھی۔ ایک اور مثال کے طور پر، ہم نے کوانٹم ایرر تصحیح کے لیے ایک کرائیوجینک ڈیکوڈر تجویز کیا جسے کلک کہتے ہیں، جو کہ ہارڈ ویئر کی بہت کم قیمت پر 70-99+% خرابی کو درست کرنے والی ڈیکوڈنگ بینڈوتھ (ڈیلیشن ریفریجریٹر کے اندر اور باہر) کو ختم کرتا ہے۔ ہماری دیگر تجاویز نے کوانٹم فیڈیلیٹی اور مجموعی طور پر عملدرآمد کی کارکردگی میں بھی خاطر خواہ بہتری لائی ہے۔
دوسرا، ان تحقیقی جہات نے کوانٹم اور کلاسیکل کمپیوٹنگ کے سنگم پر مختلف قسم کے نئے آئیڈیاز کے لیے دروازے کھول دیے ہیں، جس سے متنوع کلاسیکی کمپیوٹنگ کی مہارت کے حامل محققین کی شرکت کو ممکنہ طور پر وسیع کیا گیا ہے۔
اضافی تحقیق
تحقیق کے دیگر شعبوں میں جن کا میں تعاقب کر رہا ہوں ان میں شامل ہیں: a) نئے ہدف کوانٹم ایپلی کیشنز کی نشاندہی کرنا جو کلاسیکی مدد سے فائدہ اٹھائیں گے۔ b) مختلف کوانٹم ٹیکنالوجیز پر شور کم کرنے کی مختلف تکنیکوں کی تلاش؛ ج) غلطی کی اصلاح کوانٹم کلاسیکل رکاوٹوں کو مزید کم کرنے کی کوشش کرنا۔ اور d) کوانٹم کلاؤڈ میں ایپلی کیشنز اور ٹیکنالوجی کے متنوع سیٹ کا انتظام کرنا۔
