Gokul Subramanian Ravi
Gokul Subramanian Ravi bắt đầu của anh ấy CIFellowship vào tháng 2020 năm XNUMX sau khi nhận bằng Tiến sĩ (tập trung vào kiến trúc máy tính) từ Đại học Wisconsin-Madison vào tháng 2020 năm XNUMX. Gokul hiện đang ở Đại học Chicago làm việc trên điện toán lượng tử với Frederic Chong, Giáo sư Seymour Goodman của Khoa học máy tính. Liên kết là blog của anh ấy trên thuật toán lượng tử biến phân và mang lại nhiều hơn kiến trúc sư máy tính cổ điển vào thế giới lượng tử. Gokul hiện đang tham gia thị trường việc làm học thuật 2022-23.
Phần còn lại của bài đăng này được viết bởi Gokul Ravi
Dự án hiện tại
Điện toán lượng tử là một mô hình công nghệ đột phá với tiềm năng cách mạng hóa điện toán, và do đó, cả thế giới. Trải qua ba thập kỷ, triển vọng của điện toán lượng tử đã dần trở nên mạnh mẽ hơn thông qua những tiến bộ lý thuyết trong thuật toán và những tiến bộ thử nghiệm trong công nghệ thiết bị, cả hai thường được theo đuổi một cách cô lập.
Nhưng khi các thiết bị lượng tử đang chuyển đổi từ sự tò mò trong phòng thí nghiệm sang thực tế kỹ thuật, điều quan trọng là phải xây dựng một hệ sinh thái điện toán tích cực nâng cao các khả năng cơ bản, hạn chế, của ngắn hạn (NISQ: Lượng tử quy mô trung gian ồn ào) và dài hạn (FT: Fault Tolerant) máy lượng tử, theo cách quen thuộc với nhu cầu của các ứng dụng lượng tử mục tiêu. Các kiến trúc sư máy tính đặc biệt quan trọng đối với nỗ lực này vì họ rất giỏi trong việc thu hẹp khoảng cách thông tin giữa các lớp khác nhau của ngăn xếp máy tính và đã tích lũy dần chuyên môn trong việc xây dựng các hệ thống được tối ưu hóa cao có giới hạn chặt chẽ – điều này là vô giá đối với tương lai của điện toán lượng tử.
Là một kiến trúc sư máy tính lượng tử được đào tạo về cả điện toán lượng tử và cổ điển, nghiên cứu sau tiến sĩ của tôi đã tập trung vào việc xây dựng một hệ sinh thái điện toán cổ điển-lượng tử kết hợp để đạt được lợi thế lượng tử thực tế. Điều này liên quan đến việc tận dụng các nguyên tắc điện toán cổ điển trong cả vật chất và triết học, cho phép tôi lãnh đạo các dự án lượng tử thú vị nhắm mục tiêu: a) Giảm thiểu lỗi thích ứng và hỗ trợ cổ điển cho các thuật toán lượng tử biến phân (VAQEM, CAFQA và QISMET); b) Quản lý tài nguyên lượng tử hiệu quả (Trình quản lý QManager và quancorde); và c) Giải mã có thể mở rộng để sửa lỗi lượng tử (Nhấp vào).
Để làm nổi bật CAFQA làm ví dụ: Các thuật toán lượng tử biến đổi là một trong những ứng dụng hứa hẹn nhất cho lợi thế lượng tử ngắn hạn và có ứng dụng trong nhiều vấn đề khác nhau như mô phỏng các hệ nhiều vật thể lượng tử. VQA dựa trên sự tối ưu hóa lặp lại của một mạch được tham số hóa đối với một hàm mục tiêu. Do các máy lượng tử gây ồn ào và tốn kém tài nguyên, nên bắt buộc phải chọn các tham số ban đầu của VQA sao cho gần với mức tối ưu nhất có thể, để cải thiện độ chính xác của VQA và tăng tốc độ hội tụ của chúng trên các thiết bị ngày nay. Trong CAFQA, các tham số ban đầu này được chọn bằng cách tìm kiếm hiệu quả và có thể mở rộng thông qua phần mô phỏng cổ điển của không gian lượng tử (được gọi là không gian Clifford) bằng cách sử dụng kỹ thuật tìm kiếm rời rạc dựa trên Tối ưu hóa Bayes.
Va chạm
Đầu tiên, các dự án này đã cho thấy tác động định lượng đáng kể. Trong ví dụ ở trên, việc khởi tạo VQA với CAFQA khôi phục tới 99.99% độ không chính xác bị mất trong các phương pháp khởi tạo cổ điển hiện đại nhất trước đây. Một ví dụ khác, chúng tôi đã đề xuất một bộ giải mã đông lạnh để sửa lỗi lượng tử có tên là Clique, loại bỏ 70-99+% băng thông giải mã sửa lỗi (trong và ngoài tủ lạnh pha loãng) với chi phí phần cứng rất thấp. Các đề xuất khác của chúng tôi cũng đã tạo ra những cải tiến đáng kể đối với độ trung thực lượng tử và hiệu quả thực thi tổng thể.
Thứ hai, những hướng nghiên cứu này đã mở ra nhiều cánh cửa cho nhiều ý tưởng mới lạ ở điểm giao nhau giữa điện toán lượng tử và cổ điển, có khả năng mở rộng sự tham gia của các nhà nghiên cứu có chuyên môn về điện toán cổ điển đa dạng.
Nghiên cứu bổ sung
Các lĩnh vực nghiên cứu khác mà tôi đang theo đuổi bao gồm: a) Xác định các ứng dụng lượng tử mục tiêu mới sẽ được hưởng lợi từ sự hỗ trợ cổ điển; b) Khám phá nhiều kỹ thuật giảm tiếng ồn trên các công nghệ lượng tử khác nhau; c) Cố gắng giảm hơn nữa các tắc nghẽn cổ điển lượng tử sửa lỗi; và d) Quản lý một tập hợp đa dạng các ứng dụng và công nghệ trong đám mây lượng tử.
