アリババ、世界最強の量子回路シミュレータ「Taizhang」の開発を発表

Xinzhiyuanは出典:Alibaba Quantum Laboratory

5月8日には、Alibabaの量子研究所市八尾ユンチームが成功し、最近発表された、あまりにも「、「あまりに章」超力計算に基づくクラスタコンピューティングプラットフォームのオンラインアリババグループと呼ばれる世界で現在最も強力な量子回路シミュレータを開発しましたこのシミュレータを達成するための層数が49ビットで40ビットの層を処理できるまで、世界初の章は」成功し、リファレンスGoogleのランダムな量子回路として81(9×9)をシミュレートします。

量子覇権は「中継戦」をしているようだ。

2月には、IBMが50キュビットのプロトタイプを外部に公開し、内部構造図も公開されました。

3月、Googleは72ビット量子ビットプロセッサBristleconeを発表した。

3月末、マイクロソフト社は、エンジェル粒子、マヨルナ・フェルミオンの存在の強い証拠を発見しました。そして、作業キュビットが年末までに利用可能になると期待されています。

今度はアリが演奏する時間です。

5月8日、Alibaba Quantum Labsのチームは、最近、 "Taizhang"という世界最強の量子回路シミュレータを開発したことを発表しました。

オンラインクラスタコンピューティングプラットフォームをベースとアリババグループは、シミュレータの層の40階に到達する前に、参照ランダム量子回路としてグーグルの81(9×9)ビットの世界で最初に成功したシミュレーションでは、優れた力、「あまりにも章を」とみなさ49ビットを扱うことができます。

同時に、このシミュレーションタスクアリババは、クラスタ・コンピューティング・プラットフォームのオンラインコンピューティングリソースの14%を費やした。 "Taizhangの革新的なアルゴリズムの通信オーバーヘッドは、オンラインプラットフォームのクラスタを最大限に活用するために、非常に小さい、あなたは過去のスーパーコンピュータで行うことはできません64(8x8)ビット40層シミュレーション、「Tai Zhang」などのシミュレーションタスクは2分で完了できます。

現在の主回路シミュレータの結果とアリババ「あまりに章の現在の主回路シミュレータは、アリ・ババのGoogleの無作為化比較をシミュレートした結果とシミュレータ「あまりに章」シミュレータは、回路規模の「あまりに章」量子確率論的シミュレーションのGoogleの無作為化比較をシミュレートGoogleの量子ハードウェアが達成できるスケールと比較して

現在のコンピューティング技術を覆すかもしれ量子コンピューティングは、それがホットフロンティア科学と産業の研究であるが、量子計算の実現は非常に困難である。現在では、高精度な量子プロセッサはわずか20数の量子ビットを実現していますので少し大きめの規模量子アルゴリズムには、まだ実行するキャリアがありません。

シミュレータの役割は、「ネクサス」、ダウン、理解し、ハードウェアの設計を支援するためには、アルゴリズムとアプリケーションを探求し、検証するまで運ぶことができるということです。初めて「あまりに章」テストと検証は、ビット50-200「中規模」と呼ば可能量子アルゴリズムが可能になり、中規模量子アルゴリズム、量子ソフトウェア、さらには量子チップの設計を支援するための強力なツールを提供します。

典型的な量子回路シミュレーションプログラムでは、全ての振幅の量子状態を格納する必要は、アナログ量子計算中にデータのこの膨大な量に。この方法は、多くのコンピューティングノード、膨大な通信オーバーヘッドとの間のデータの連続的な交換を必要とする。これにより、過去にこのようなシミュレーションタスクは、しばしばスーパーコンピュータ上で実行される。

提案に基づき、2005年に実験室のシミュレーションシナリオ教授市八尾ユンと彼の共同研究イゴールマルコフのもう一つのチームは、全体のシミュレーションタスクを打破し、別のコンピューティングノードにこれらの非常にバランスの取れたサブタスクを割り当てるための簡単で効果的な方法を発明しました「Taizhang」の通信オーバーヘッドは非常に小さく、分散コンピューティングプラットフォームに非常に適しています。

「Taizhang」量子確率的シミュレーション回路規模(黒線)とGoogle量子ハードウェアの規模を達成することができる(赤)、比較(7×7は、Googleの推定に基づいの「短期的なデバイスにおける量子至上特徴付ける」)を*

参照ランダム量子回路は、Googleが「量子覇権」のアルゴリズム「量子覇権」を実装することが提案されているとおりポイントは古典のシミュレーションを計算することはできません達し、量子プロセッサのサイズと精度を指します。月にGoogleが今年は、将来の仕事を提案ターゲット:72ビットの高精度量子プロセッサ「あまりに章」結果はアルゴリズムがまだ標準量子覇権を達成するには不十分である場合は、このプログラムは唯一のプロセッサで実行されることを示しています。

また、量子量子研究所の科学者ドクター・チェンJianxin張牙インターンの最初の記事のために結ばプレプリントのウェブサイトarXivの、に提出した研究では、インターン著者は博士フアン・テューとマイケル・ニューマンです。

ミシガン大学の終身教授のAlibabaの量子研究所、世界的に有名な量子科学者市八尾ユン、量子技術、量子研究室ディレクターのチーフサイエンティスト。理論計算機二回最優秀賞ゲーデル賞を受賞、ハンガリー系アメリカ人のコンピューター科学者マリオ・セイガードイツ(マリオ・スゼッジディー)今年初めには、研究室に加わりました。ラボでは、人材紹介の急速な成長期にあります。

2016年、Googleは、実施例では量子ビットの2次元アレイを対応するランダム量子回路M×N個の特定のクラス、一般に量子ヘゲモニー回路として知られる回路の特定のランダムな量子のこのタイプを実装することにより、スキーム量子支配を提案しています2次元配列上のビット数(MN)が50に達すると、回路の深さ(層数)は40程度になり、世界で最も強力なスーパーコンピュータはそのような回路を効果的にシミュレートできません。

8×8 2次元グリッド上の深さ20の量子覇権回路のテンソルネットワークデモンストレーション

Googleのハードウェアチームは、9キュビットの1Dアレイで1%の読み取りエラー、0.1%のシングルビットゲートエラー、および0.6%の2ビットゲートエラーをより大規模な量子システムに維持することによって、このような覇権の回路を実現することを望んでいます。この特定のタスクによって、量子ハードウェアは世界で最も強力な古典的コンピューティングリソースを上回り、その後、いくつかの研究チームが異なるスーパーコンピュータ上でこれらの回路をシミュレートしました。同時に50ビットと40レイヤに達しません。

nxn 2次元グリッド上で、ランダム回路の各振幅出力の実行時間と回路深度との間の対応関係を計算する。

本モデル量子コンピューティングでは、量子回路モデルのクラスが格納されている古典的な量子論理ゲートドア情報によって算出類似達成するために、量子ビットの形で実装されている。Damour病院の研究室チーム量子量子科学者Chenjian XINと実践張は、分散型ユニバーサル量子回路シミュレーションプログラムに基づいて実装生入れ、初版Googleのランダムな量子回路に基づいて、テストのためのシミュレータ。

Alibaba Computing Platformのオンラインクラスタリングを使用した少量の計算リソース(約14%)は、実験室チームが「Taizhang」シミュレータを使用して9x9x40、つまり81ビットの40層ランダム回路をシミュレートし、

100ビット(10x10x35)、121 31ビット層(11x11x31)の層35は、27ビット144(12x12x27)ランダムな量子回路を層。

業界の主流のシミュレーションプログラム2種類があり、一つは量子状態の保存されたすべての振幅、1はすぐに結果を計算することができます任意の振幅ためであるということである。基本的にはスーパーコンピュータに実装最初のシミュレーションプログラム、メモリ45以降メモリのために必要なビットのペタバイト量子状態は、メモリ内の量子状態を操作し、必要が連続的に異なる計算ノードは、このような通信オーバヘッド一般サービス・クラウド間でデータを交換するようにしながら、あまりデータを算出します持続不可能な。

Alibaba Computing Platformのオンラインクラスタでは、実験チームが第2のタイプのシミュレーションプログラムを使用して、任意の振幅を素早く効率的に計算しました。タスクが分割された後、サブタスクは通信のオーバーヘッドがほとんど無く、均等に異なるノードに割り当てられます。シミュレータを現在広く利用可能なクラウドコンピューティングプラットフォームに適合させることができます。

この研究の結果に先立ち、研究チームは、2つのシミュレーション方式で50ビット以上40層以上の第1世代のランダムテスト回路を成功裏にシミュレートすることはできませんでした。 64ビット、40層ランダム回路の振幅を数分で計算するこの研究の結果は、プレプリントされたウェブサイトarXivの論文の形で提出されています。インターンのHuang JiachenとDr. Michael Newmanがいます。

この研究arXiv論文リンクの結果:https://arxiv.org/abs/1805.01450

Google、IBM、Microsoft Quantum Hegemony、Shi Jie:超伝導VSイオントラップ、量子コンピューティング

3月、ロサンゼルスで米国物理学会の年次総会は、Googleが新しい量子プロセッサBristleconeを実証した。このドアの超伝導システムに基づき、エラーレートとスケーラブルな量子ビットの技術だけでなく、中を目指して量子シミュレーション、最適化、および機械学習アプリケーション。

各「X」キュービットを表す、起源の線形アレイとの間に結合された量子ビット:.グーグル量子AIラボ:Googleは72 Bristlecone権を装置が示されている最新の左キュビット量子プロセッサであります

Google Quantum AI Labの研究者であるJulian Kelly氏は、Googleが提唱した9つの量子ビット量子コンピュータのリニアアレイ技術の物理原理を次のように説明しています。 :

読み取りエラー率が低く(1%)、シングルキュービットゲート(0.1%)、最も重要なダブルキュービットゲート(0.6%)。

このデバイスは、カップリング、コントロール、および読み出しのために9つのキュービットと同じパターンを使用しますが、72キュービットの正方形アレイに拡張します。

Googleの研究者らは、量子ビットの目標は、49キュビット、40以上の回路深度、0.5%未満の2ビットエラーを使用することで完全に証明できると計算しました。

量子覇権道路がライバルのIBMに遭遇したため、Googleが72ビットキュービットプロセッサを発表したという意見がある。

2017年11月、IBMは同様のパフォーマンス・メトリックを持つ50個のキュービット・プロトタイプの構築と測定を成功裏に実施したと発表しました。今年2月には内部構造も明らかになりました。

50キュビットは、一般的なスーパーコンピュータでは達成できない課題であると一般的に考えられています.IBMの動きもクアンタムヘゲモニーの画期的なステップです。

GoogleとIBMの量子プロセッサの両方が超電導技術を使って量子コンピューティングを実装しているため、両社は量子ヘゲモニーで互いを追いかけている。

しかし、いつでも別の力が崩壊する可能性があります。それがMicrosoftです。

それを行うための量子ビット間の相互作用が存在しないものの、Microsoftは、トポロジカル量子コンピューティングを賭けているが、それは、量子量子コンピュータのハードウェアとソフトウェア開発キットを開発してきました。

Microsoftのロジックでは、Google、IBMは、量子ビットをしたが、これらは不正確な量子ビットであるが、外部環境から小さな振動やエネルギーが誤算につながることができるということです。

Microsoftのトポロジカル量子コンピュータが大幅にノイズジュリー愛を減らすことができる場合があり、量子コンピューティング事業のMicrosoftの開発のディレクターはかつて言った:、彼らは考えてマイクロソフトを「私たちもほど強力万個の騒々しい量子ビットとして、キュービット千を持っています」今年の量子ビットの終了前に動作するように利用できるようになります。

今年2月にShinzhiがXinzhiyuanに発表した記事では、宇宙の最初のトポロジカルキュービットが今年噴火し、マイクロソフトはそれを作る可能性が高いと述べた。

この事実はまた、Microsoftも量子覇権に近づいていることを証明しています。

今年3月末には、マイクロソフトの研究者は、電子がワイヤーの半分に分割された「天使の粒子」として知られるMayorana Fermiの存在のかなりの証拠を観察しました。

マイクロソフトが実用的な量子コンピュータを構築したい場合、これは重要です。

また、イオントラップ量子コンピューティングは、今年下半期に50-60ビットの武器を保持できる可能性があります。この分野で最大の勝者は、安定した量子ビットを持たないAmazonとFacebookです。タイムズ。

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