8 мая команда Alibaba Quantum Lab объявила, что в последние дни она успешно разработала самый мощный в мире симулятор квантовой схемы, называемый «Taizhang». Основываясь на мощной вычислительной мощности онлайн-кластера Alibaba Group Computing Platform, Глава «Первое успешное симуляция в мире 81 (9x9) бит и 40 слоев случайной квантовой схемы Google в качестве эталона, симулятор, который ранее достиг этого уровня, может обрабатывать только 49 бит.
Квантовая гегемония, похоже, играет «релейную битву».
В феврале IBM продемонстрировала свои 50-килотитные прототипы для внешнего мира, а также была раскрыта диаграмма внутренней структуры.
В марте Google анонсировала 72-битный процессор Qubit Bristlecone.
В конце марта Microsoft нашла убедительные доказательства наличия частиц ангела майорановского фермиона, и ожидается, что рабочие кубиты будут доступны к концу года.
Теперь пришло время играть Али.
8 мая команда Alibaba Quantum Labs объявила, что в последние дни она успешно разработала сильнейший в мире симулятор квантовой схемы, названный «Taizhang».
Основываясь на мощной вычислительной мощности онлайн-кластера Alibaba Group Computing Platform, «Тай Чжан» был первым в мире, который успешно смоделировал случайную квантовую схему Google с 81 (9x9) битами и 40 уровнями в качестве эталона. Ранее этот симулятор достигал только этого уровня Может обрабатывать 49 бит.
В то же время эта задача моделирования использует только 14% вычислительных ресурсов онлайн-кластера Alibaba Computing Platform. Инновационный алгоритм «Taizhang» имеет очень низкие накладные расходы и может в полной мере использовать возможности онлайн-кластеризации платформы. В прошлом это не могло быть сделано на суперкомпьютерах. Задачи моделирования, такие как 64 (8х8) бит 40-слойное моделирование, «Тай Чжан» могут быть завершены за 2 минуты.
Симулятор Alibaba «Taizhang» сравнивает результаты текущей случайной схемы Google с основным симулятором, эмулирующим случайную схему симулятора Alibaba «Taizhang» по сравнению с результатами текущего основного симулятора, имитирующего симуляцию случайного квантового контура Google Random Circuit «Tai Zhang» По сравнению со шкалой, которую может достичь квантовое оборудование Google
Квантовые вычисления могут опрокинуть текущую вычислительную технологию, что является горячей темой в научных и промышленных исследованиях, однако реализация квантовых вычислений очень сложна. В настоящее время реализованный высокоточный квантовый процессор имеет лишь несколько кубитов, поэтому масштаб немного больше. Квантовый алгоритм еще не запущен.
Роль симулятора заключается в том, чтобы «держать его вверх и вниз», чтобы понять, спроектировать аппаратное обеспечение, продолжить исследование и проверку алгоритмов и приложений. «Taizhang» впервые делает тестирование и проверку известными как «умеренные» 50-200 бит Квантовый алгоритм становится возможным, обеспечивая тем самым мощный инструмент для помощи в разработке среднемасштабных квантовых алгоритмов, квантового программного обеспечения и даже квантовых микросхем.
В типичной схеме моделирования квантовой схемы необходимо сохранить полную амплитуду квантового состояния и одновременно имитировать квантовую операцию над массивными данными.Этот метод требует постоянного обмена данными между многочисленными вычислительными узлами, что приводит к огромным коммуникационным издержкам, поэтому в прошлом, Такие задачи моделирования часто выполняются на суперкомпьютерах.
Лаборатория, основанная на другой схеме моделирования, предложенной профессором Ши и ее сотрудником Игорем Марковым в 2005 году, придумала простой и эффективный метод для разложения всей задачи моделирования, а затем распределяла эти подзадачи на разные вычислительные узлы сбалансированным образом. Накладные расходы на передачу данных «Тайцзян» чрезвычайно малы, что делает его очень подходящим для распределенных вычислительных платформ.
Референсная случайная квантовая схема - это алгоритм Google, предлагаемый для достижения «квантовой гегемонии». «Квантовая гегемония» относится к тому, в какой степени размер и точность квантового процессора не могут быть моделированы классическими вычислениями. Google предложил будущую работу в марте этого года. Цель: 72-битный высокоточный квантовый процессор. Результат «Тай Чжан» показывает, что этого запланированного процессора по-прежнему недостаточно для достижения квантовой гегемонии, если выполняется только эталонный алгоритм.
Результаты исследования также представлены на предварительно напечатанном веб-сайте arXiv. Статья связана с первым автором для квантовой лаборатории Квантовым ученым доктором Чэнь Цзяньсином и стажером Чжан Фангом, автором и стажером Хуан Цзяхэном и доктором Майклом Ньюманом.
Alibaba Quantum Lab является профессором на всю жизнь в Мичиганском университете и Ши Цюань, всемирно известном квантовом ученом. Он является главным квантовым ученым и директором Quantum Labs. Он был лауреатом двух премий Джорджеля за самый высокий теоретический компьютер и Марио Сег, венгерско-американского компьютерного ученого. Марио Сегеди также присоединился к лаборатории в начале этого года. Лаборатория находится в периоде быстрого роста во внедрении таланта.
В 2016 году Google предложил схему реализации квантовой гегемонии путем реализации конкретной случайной квантовой схемы на кубите, соответствующей двумерному массиву Mx N. Этот тип конкретной случайной квантовой схемы часто называют квантовой гегемонистской схемой. В схеме, Когда количество бит (MN) на двумерной матрице достигает 50, глубина (количество слоев) схемы достигает 40 или около того, а самый мощный суперкомпьютер в мире не может эффективно имитировать такую схему.
Аппаратная команда Google надеется достичь такой гегемонистской схемы, сохранив 1% -ную ошибку чтения, 0,1% -ную однобитовую ошибку ворот и 0,6% -ную двухбитную ошибку затвора в 9-кубитном 1D-массиве для более крупной квантовой системы. И благодаря этой конкретной задаче квантовая аппаратура превосходит самые мощные в мире классические вычислительные ресурсы. С тех пор несколько исследовательских групп моделировали эти схемы на разных суперкомпьютерах. До этого лучшие результаты исследований в мире Еще не достигнуто 50 бит и 40 слоев одновременно.
В текущей модели квантовых вычислений существует модель квантовой схемы, в которой информация хранится в кубитах и вычисляется квантовым затвором, который похож на классический логический элемент. Квантовый ученый Чэнь Цзяньсинь и стажер в команде Boomerang Quantum Lab Чжан Чжанфан (Zhang Zhangfang) реализовал схему моделирования универсальной квантовой схемы на основе распределенных распределений и протестировал первую версию случайной квантовой схемы Google на основе симулятора исследования.
Небольшое количество вычислительных ресурсов (около 14%) с использованием онлайн-кластеризации Alibaba Computing Platform успешно использовалось лабораторной командой для моделирования 9x9x40, т.е. 81-битных 40-слойных случайных цепей с использованием симулятора «Тайцзян», и успешно имитировалось отдельно.
100-битный, 35-слойный (10x10x35), 121-разрядный, 31-слойный (11x11x31) и 144-разрядный 27-слойный (12x12x27) случайный квантовый контур.
В настоящее время в отрасли есть две основные схемы моделирования: одна - хранить все амплитуды квантового состояния, а другая - быстро вычислять результаты для любой амплитуды. Первый тип схемы моделирования в основном реализуется в суперкомпьютере из-за хранения. Квантовое состояние бита требует памяти на уровне Петабайта. При хранении такого большого количества данных квантовое состояние управляется и рассчитывается, и данные необходимо постоянно обменивать между различными вычислительными узлами. Такие служебные данные связи являются обычным облачным сервисом. невыносимый.
В онлайн-кластере вычислительной платформы Alibaba лаборатория использовала второй тип симуляционной программы для быстрого и эффективного вычисления произвольной амплитуды. После того, как задача разбита, подзадачи могут распределяться на разные узлы довольно равномерно, при этом очень мало затрат на связь. Позволяет симулятору соответствовать платформе облачных вычислений, которая теперь широко доступна для обслуживания.
До результатов этого исследования ни одна исследовательская группа не смогла успешно смоделировать первое поколение случайных тестовых схем с более чем 50 бит и 40 слоями в мире для двух схем моделирования. Каждый имитатор может также использоваться в симуляторе команды Boomerang Quantum Laboratory. Вычисление амплитуды 64-разрядной 40-слойной случайной цепи в минутах. Результаты этого исследования были также представлены в виде статьи на предварительно напечатанном веб-сайте arXiv. Статья связана с первым автором Квантовым ученым Квантовым ученым Чэнь Цзяньсином и стажером Чжан Фангом, автором также Есть стажеры Хуан Джиакен и д-р Майкл Ньюман.
Результаты этого исследования Ссылка на документ arXiv: https://arxiv.org/abs/1805.01450
Google, IBM, Microsoft Quantum Hegemony, Shi Jie: сверхпроводящая VS Ion Trap, квантовые вычисления, входящие в биполярный мир
В марте этого года на ежегодной встрече Американского физического общества в Лос-Анджелесе Google продемонстрировал новый квантовый процессор Bristlecone. Эта система сверхпроводимости на основе ворот нацелена на изучение систематической скорости ошибок и масштабируемости технологии квантовых бит и Квантовое моделирование, оптимизация и применение в машинном обучении.
Джулиан Келли (Julian Kelly), исследователь из Google Quantum AI Labs, представлен в статье, опубликованной Google Исследователем. Bristlecone следует принципам физики технологии линейных массивов квантовых компьютеров с девятью кубитами, предложенных Google. Лучшие результаты, показанные в этой технологии, следующие: :
Частота ошибок при низком уровне считывания (1%), одиночный квантовый выход (0,1%) и самый важный затвор с двойным кубитом (0,6%).
Устройство использует тот же шаблон, что и девять кубитов для связи, управления и считывания, но расширяет его до квадратного массива из 72 кубитов.
Исследователи Google подсчитали, что цель квантовой гегемонии может быть полностью доказана с использованием 49 кубитов, глубина схемы более 40 и 2-битная ошибка менее 0,5%.
Есть мнения, что Google анонсировала 72-битный процессор кубитов, потому что дорога квантовой гегемонии столкнулась с конкурирующей IBM.
В ноябре 2017 года IBM объявила об успешной разработке и измерении прототипов 50 кубитов с аналогичными показателями производительности. В феврале этого года она также показала свою внутреннюю структуру.
50 кубитов, как правило, считаются задачами, которые не могут быть выполнены обычными суперкомпьютерами. Движение IBM также является важным шагом в Quantum Hegemony.
Поскольку квантовые процессоры Google и IBM реализуют квантовые вычисления через сверхпроводимость, две компании преследуют друг друга в квантовой гегемонии.
Но в любой момент может произойти и другая сила. Это Microsoft.
Microsoft делает ставку на топологические квантовые вычисления. Хотя до сих пор не было выполнено никаких взаимодействующих кубитов, были разработаны комплекты для разработки аппаратных средств и квантового компьютерного программного обеспечения.
Логика Microsoft заключается в том, что, хотя Google и IBM все сделали квантовые биты, это неточные кубиты, а крошечные вибрации или энергия из внешней среды могут привести к ошибкам расчета.
Джули Любовь, директор по развитию бизнеса в области квантовых вычислений, однажды сказала: «Один из наших кубитов будет таким же мощным, как 1000 или даже 10000 шумных кубитов». Они считают, что Microsoft Получит рабочий кубит до конца этого года.
В статье, опубликованной Ши Чжи в феврале этого года по Синьчжуюань, также упоминалось, что первый топологический кубит во Вселенной прорвется в этом году, и Microsoft, скорее всего, это сделает.
Факты также доказывают, что Microsoft также приближается к квантовой гегемонии.
В конце марта этого года исследователи Microsoft обнаружили довольно убедительные доказательства присутствия Mayorana Fermi, известного как «Angel Particle»: электроны расщеплялись на половину частей в их проводах.
Если Microsoft хочет построить рабочий квантовый компьютер, это будет иметь решающее значение.
Кроме того, квантовые вычисления с ионной ловушкой могут иметь 50-60-битное битное оружие во второй половине этого года. Ши Йонг считает, что самым большим победителем в этой области является Amazon и Facebook, у которых нет стабильных квантовых бит. Квантовые вычисления войдут в биполярный мир. эпохи.