ข้อจำกัดของวงจรควอนตัมและการหลีกเลี่ยงสิ่งเหล่านี้

ข้อจำกัดของวงจรควอนตัมและการหลีกเลี่ยงสิ่งเหล่านี้ เครดิตฟรี คอมพิวเตอร์ควอนตัมทางกายภาพมีข้อจำกัดมากมายที่แบบจำลองทางทฤษฎีในอุดมคติของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมักจะละเลย การเชื่อมต่อที่จำกัดระหว่าง qubits เป็นข้อจำกัดอย่างหนึ่ง เฉพาะในกรณีที่เชื่อมต่อ qubits เราสามารถใช้เกตสองบิตระหว่างกันได้ เมื่อไม่เป็นเช่นนั้น เราต้องย้าย qubits ไปยังที่ที่เราสามารถใช้เกตได้ สล็อต ล่าสุดQiskit นักพัฒนาท้าทายถามนักพัฒนาซอฟต์แวร์เขียนสำหรับการเปลี่ยนวงจรการทำงานรอบข้อ จำกัด การเชื่อมต่อ (การส่งของฉันผูกสำหรับสถานที่ที่สอง ) มันจะเปิดออกปัญหานี้เป็นเรื่องยาก เมื่อเราแยกย่อยออกเป็นปัญหาย่อยต่างๆ เราพบว่าตัวเองต้องเผชิญกับปัญหา NP-hard มากมาย (การจัดตารางงาน การเพิ่มประสิทธิภาพ ปัญหาด้านสถานที่และเส้นทาง)หัวใจของปัญหาคือการตัดสินใจว่าจะวาง qubits ไว้ที่ใดในส่วนต่างๆ …

การปรับปรุงควอนตัมคอมไพเลอร์

การปรับปรุงควอนตัมคอมไพเลอร์ เครดิตฟรี ฉันพบข้อมูลเกี่ยวกับ Qiskit Developer Challenge เมื่อต้นเดือนเมษายนโดยดูจากฟอรัม IBM-Q ถึงเวลานั้น ฉันใช้ Qiskit เป็นครั้งคราวเป็นเวลาสองสามเดือนเพื่อรันวงจรควอนตัมง่ายๆ สองสามตัวบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริง ส่วนใหญ่เป็นเพราะสิ่งนี้ค่อนข้างเจ๋ง ความท้าทายขอให้ปรับปรุงคอมไพเลอร์ Qiskit ปัจจุบัน ฉันไม่เคยดูหรือสนใจคอมไพเลอร์มาก่อน ดังนั้นฉันคิดว่านี่เป็นวิธีที่ดีในการทำความเข้าใจ สล็อต งานของคอมไพเลอร์มีสองเท่า: เมื่อพิจารณาจากวงจรควอนตัมโดยเฉพาะ มันจะปรับให้เหมาะสมในทางใดทางหนึ่ง ในกรณีนี้ ลดจำนวนประตู CNOT ที่ใช้ แต่ที่สำคัญกว่านั้น มันปรับเปลี่ยนวงจรในลักษณะที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถดำเนินการได้ด้วยโทโพโลยีเฉพาะ (โทโพโลยีจะบอกคุณระหว่างคิวบิตที่ …

คู่มือสำหรับ Hitchhiking Cat ในการหางานทำ Quantum Computing

คู่มือสำหรับ Hitchhiking Cat ในการหางานทำ Quantum Computing เครดิตฟรี ขณะเดินทางไปรอบๆ เพื่อพูดคุยเกี่ยวกับควอนตัมคอมพิวติ้ง ฉันสังเกตเห็นสองสิ่ง — ความกระตือรือร้นของชุมชนที่กำลังเติบโตของเรา และความถี่ของคำถามต่อไปนี้: “ฉันไม่ค่อยรู้เรื่องฟิสิกส์ควอนตัมมากนัก แต่ฉันจะเข้าสู่การคำนวณควอนตัมได้ไหม ?” คำตอบที่ฉันให้วันนี้แตกต่างจากเมื่อหลายปีก่อนมาก เมื่อฉันเรียนจบปริญญาเอกด้านฟิสิกส์ควอนตัมเชิงทฤษฎี เส้นทางสู่การทำงานในคอมพิวเตอร์ควอนตัมนั้นแคบ แต่ตอนนี้เส้นทางเดียวได้ขยายและแยกออกเป็นชุดของเส้นทางเข้าจำนวนมาก เส้นทางเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความเชี่ยวชาญพิเศษต่างๆ ซึ่งรวมถึงนักวิจัย สถาปนิก นักทฤษฎี นักพัฒนา นักออกแบบ และผู้สร้างชุมชนประเภทต่างๆ สล็อต สำหรับผมแล้วควอนตัมคอมพิวเตอร์มีวิวัฒนาการมาจากการสำรวจทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานของควอนตัมข้อมูลไปเมื่อเร็ว ๆ …

ทำความรู้จักกับโปรเซสเซอร์ควอนตัมของคุณ

ทำความรู้จักกับโปรเซสเซอร์ควอนตัมของคุณ เครดิตฟรี คอมพิวเตอร์ควอนตัมสร้างขึ้นจาก qubits แต่เพียงแค่มี qubits จำนวนมากไม่เพียงพอพันล้าน qubits ที่ทำงานอย่างโดดเดี่ยวอย่างสมบูรณ์จะไม่ประสบความสำเร็จอะไรเลย พวกเขาต้องคุยกัน ซึ่งหมายความว่าจำเป็นที่จะต้องมีการเชื่อมต่อโดยเรียกว่าการดำเนินงานควบคุม อุปกรณ์ทุกเครื่องมีกฎของตัวเองซึ่งคู่ของ qubits สามารถเชื่อมต่อด้วยวิธีนี้ ยิ่งการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ดีขึ้นเท่าใด เราก็จะยิ่งใช้อัลกอริทึมควอนตัมอันทรงพลังได้เร็วและง่ายขึ้นเท่านั้น สล็อต ลักษณะของข้อผิดพลาดก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน ในยุคอันใกล้ของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ไม่มีอะไรจะสมบูรณ์แบบไปเสียหมด ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องรู้ว่าจะเกิดข้อผิดพลาดประเภทใด มีโอกาสเกิดขึ้นมากน้อยเพียงใด และเป็นไปได้หรือไม่ที่จะบรรเทาผลกระทบในแอปพลิเคชันที่เราให้ความสำคัญนี่คือลักษณะที่สำคัญที่สุดสามประการของอุปกรณ์ควอนตัม: หมายเลข qubit การเชื่อมต่อและระดับเสียง หากต้องการทราบว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำอะไรได้บ้าง คุณจำเป็นต้องรู้ทั้งหมดมาสร้างเกมที่ทำงานบนอุปกรณ์ควอนตัมและแสดงสิ่งเหล่านี้โดยตรง เพียงแค่เล่นเกม ผู้เล่นจะเห็นว่าอุปกรณ์มีขนาดใหญ่เพียงใดและเชื่อมต่ออยู่ …

เคมบริดจ์ควอนตัมคอมพิวเตอร์

เคมบริดจ์ควอนตัมคอมพิวเตอร์ เครดิตฟรี Cambridge Quantum Computing (CQC) ก่อตั้งขึ้นในปี 2014 เป็นบริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมอิสระชั้นนำของโลกที่สร้างเครื่องมือสำหรับการจำหน่ายเทคโนโลยีควอนตัมในเชิงพาณิชย์ ซึ่งจะมีผลกระทบระยะยาวอย่างลึกซึ้ง โซลูชันการออกแบบ CQC ที่จะได้รับประโยชน์จากการคำนวณควอนตัมแม้ในรูปแบบแรกสุด และช่วยให้เข้าถึงโซลูชันเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับผู้ใช้องค์กรและภาครัฐที่หลากหลายที่สุด สล็อต CQC ผสมผสานความเชี่ยวชาญในการประมวลผลข้อมูลควอนตัม ปัญญาประดิษฐ์ เคมีควอนตัม การเพิ่มประสิทธิภาพ ตลอดจนความเป็นผู้นำระดับโลกในด้านเทคโนโลยีควอนตัมเพื่อการเข้ารหัส t|ket> ของ CQC เป็นแพลตฟอร์มชั้นนำของโลกที่ใช้เทคโนโลยีสแต็คซอฟต์แวร์ควอนตัมเต็มรูปแบบที่รวมการคอมไพล์ควอนตัมที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดและโปรโตคอลการกำหนดเส้นทาง qubit ที่ช่วยให้ผู้ใช้ได้รับประโยชน์สูงสุดจากแอปพลิเคชันควอนตัมและทำงานได้อย่างราบรื่นกับสถาปัตยกรรมเครื่องตั้งแต่ qubits ตัวนำยิ่งยวดไปจนถึง ion-trap …

สร้างตัวแยกประเภทควอนตัมที่เล็กที่สุดในโลก

สร้างตัวแยกประเภทควอนตัมที่เล็กที่สุดในโลก เครดิตฟรี เราจะใช้การคำนวณควอนตัมเพื่อแก้ปัญหาในการเรียนรู้ของเครื่องได้อย่างไร นักวิจัย ซึ่งส่วนใหญ่เป็นนักฟิสิกส์ เริ่มถามคำถามนี้มากขึ้นในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา คำตอบแรกบางข้อได้เข้าถึงปัญหาในลักษณะที่โดยทั่วไปแล้วจะทำในการคำนวณควอนตัม: ใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องแบบคลาสสิกและค้นหาอัลกอริธึมควอนตัมที่คำนวณโซลูชันเดียวกันได้เร็วกว่า (และสำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับความซับซ้อนในการคำนวณ “เร็วกว่า” ในบริบทนี้ไม่ได้หมายความว่า “เร็วขึ้นอย่างแน่นอน” แต่มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นสำหรับการเพิ่มขนาดของปัญหา เช่น ข้อมูลที่มากขึ้น) สล็อต ในบทความของเราเรื่อง “ Implementing a distance-based classifier with an interrupted circuit ” (Schuld, Fingerhuth and …

การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม: การสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริง

การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัม: การสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริง เครดิตฟรี คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องที่กำหนดขึ้นเอง คาดการณ์ได้ และได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ปฏิบัติตามชุดคำสั่งในลักษณะที่ทำซ้ำได้ แน่นอนว่าคอมพิวเตอร์ลักษณะนี้ให้บริการเราเป็นอย่างดีตลอดเกือบศตวรรษที่ผ่านมา แต่การออกแบบนี้มาพร้อมกับข้อบกพร่องพื้นฐาน: ไม่สามารถดำเนินการแบบสุ่มได้¹ ตัวสร้างตัวเลขสุ่มเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างยิ่งของแอปพลิเคชั่นจำนวนมากในปัจจุบัน แต่ในขณะที่ตัวเลขที่สร้างนั้นอาจจะสุ่มเพียงพอ แต่ก็เป็นการสุ่ม “หลอก” และมักจะเป็นไปได้ที่จะทำนายหรือทำวิศวกรรมย้อนกลับในทางใดทางหนึ่ง สล็อต ทุกวันนี้ เป็นไปได้ที่จะควบคุมธรรมชาติที่แปลกประหลาดและคาดเดาไม่ได้ของอนุภาคย่อยของอะตอม และใช้พวกมันในการคำนวณภายในคอมพิวเตอร์ควอนตัม ด้วยรหัสเพียงไม่กี่บรรทัด เราสามารถโปรแกรมคอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงเพื่อสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริงสำหรับเรา สิ่งที่เป็นไปไม่ได้ก่อนหน้านี้โดยใช้คอมพิวเตอร์ที่ใช้ Turing แบบคลาสสิกเครื่องกำเนิดตัวเลขสุ่มวันนี้ภาษาโปรแกรมยอดนิยมส่วนใหญ่มีตัวสร้างตัวเลขสุ่มบางรูปแบบในตัวเพื่อให้นักพัฒนาใช้งานได้ ตัวสร้างเหล่านี้โดยทั่วไปใช้เมล็ดพันธุ์อินพุตที่แสดงวันที่และเวลาปัจจุบัน แปลงค่านี้โดยใช้อัลกอริทึม และส่งออกค่าที่แตกต่างจากอินพุตที่เรามองว่าเป็นแบบสุ่ม ฟังก์ชัน scrambling เป็นอัลกอริธึมที่สามารถคาดเดาได้ซึ่งมีเอนโทรปีจำนวนมาก (สำหรับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในอินพุต …

Qiskit Aqua — ไลบรารีของอัลกอริทึมควอนตัมและแอปพลิเคชัน

Qiskit Aqua — ไลบรารีของอัลกอริทึมควอนตัมและแอปพลิเคชัน เครดิตฟรี นั่งอยู่บนยอดQiskitระบบนิเวศน้ำเป็นองค์ประกอบที่ครอบคลุมขั้นตอนวิธีการควอนตัมข้ามโดเมนและการใช้งานที่ทำงานอยู่บนที่มีเสียงดังระดับกลางชั่งควอนตัม (NISQ)คอมพิวเตอร์ Aqua เป็นไลบรารีโอเพนซอร์สที่เขียนด้วยภาษา Python อย่างสมบูรณ์ และออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้เป็นแบบแยกส่วนและขยายได้ในหลายระดับ ดังที่แสดงในรูปที่ 1 ความยืดหยุ่นนี้ทำให้ผู้ใช้ที่มีระดับประสบการณ์และความสนใจทางวิทยาศาสตร์ต่างกันสามารถมีส่วนร่วมและขยาย Aqua ได้ทั่วทั้งกลุ่ม สล็อต ด้วยการเพิ่ม Aqua ทำให้ Qiskit กลายเป็นเฟรมเวิร์กซอฟต์แวร์ทางวิทยาศาสตร์เพียงตัวเดียวสำหรับการคำนวณควอนตัมที่สามารถนำข้อมูลจำเพาะของปัญหาเฉพาะโดเมนระดับสูงไปจนถึงการสร้างวงจร การรวบรวม และสุดท้ายดำเนินการบนฮาร์ดแวร์ควอนตัมของ IBM Qการสร้างอินพุตปัจจุบัน Aqua รองรับสี่แอปพลิเคชันในโดเมนที่ได้รับการระบุว่าเป็นพื้นที่ที่มีศักยภาพสำหรับการคำนวณควอนตัมมานานแล้ว: เคมี …

ขอแนะนำ Qiskit Aer: เฟรมเวิร์กการจำลองประสิทธิภาพสูงสำหรับวงจรควอนตัม

ขอแนะนำ Qiskit Aer: เฟรมเวิร์กการจำลองประสิทธิภาพสูงสำหรับวงจรควอนตัม เครดิตฟรี Qiskit ได้เผยแพร่การอัปเดตที่สำคัญของซอฟต์แวร์ Qiskit ด้วยQiskit Aer 0.1รุ่นแรก Qiskit Aer เป็นเฟรมเวิร์กการจำลองประสิทธิภาพสูงสำหรับการศึกษาอัลกอริธึมการคำนวณควอนตัมและแอปพลิเคชันในระบบควอนตัมระดับกลางที่มีเสียงดัง (NISQ ) สล็อต ทำไมเราถึงสนใจเกี่ยวกับการจำลองคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีเสียงดังโดยธรรมชาติแล้วการคำนวณควอนตัมไม่สามารถทำซ้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้คอมพิวเตอร์คลาสสิก ทรัพยากรที่จำเป็นในการจำลองฮาร์ดแวร์ควอนตัมเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณด้วยจำนวนคิวบิต สำหรับฮาร์ดแวร์ที่พัฒนาขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า แม้แต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์คลาสสิกที่ใหญ่ที่สุดในโลกก็ยังไม่เพียงพออย่างไรก็ตามสิ่งนี้ อุปกรณ์ระยะใกล้เหล่านี้ยังคงเป็น ‘ระดับกลาง’ แม้ว่าจะมีขนาดใหญ่พอที่จะจำลองได้ยาก แต่ก็ยังไม่ใหญ่พอที่จะใช้การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมเต็มรูปแบบ ซึ่งหมายความว่าข้อผิดพลาดจะเกิดขึ้นระหว่างการประมวลผลควอนตัมใดๆ ยิ่งโปรแกรมควอนตัมของเรานานเท่าใด ข้อผิดพลาดเหล่านี้ก็จะยิ่งสะสมมากขึ้นเท่านั้นข้อผิดพลาดเหล่านี้หลีกเลี่ยงไม่ได้และสามารถมีได้หลายรูปแบบขึ้นอยู่กับฟิสิกส์ของอุปกรณ์ ในการพัฒนาอัลกอริธึมควอนตัมที่ทนทานต่อผลกระทบของพวกมัน เราต้องรู้จักศัตรูของเรา …

หุ่นยนต์และคอมพิวเตอร์ควอนตัม

หุ่นยนต์และคอมพิวเตอร์ควอนตัม เครดิตฟรี เทคโนโลยีสองสามอย่างที่อยู่ใกล้และรักในหัวใจของฉันเมื่อเร็ว ๆ นี้มีซอฟต์แวร์ที่สำคัญเผยแพร่ออกไปเพียงไม่กี่วัน:Vector (หุ่นยนต์ตัวน้อยที่น่ารักและเป็นมิตรจาก Anki) ตอนนี้มีชุดพัฒนาซอฟต์แวร์ (SDK) ที่เผยแพร่ต่อสาธารณะแล้ว ซึ่งให้ความสามารถสำหรับนักพัฒนาในการควบคุมโดยทางโปรแกรมQiskit (เฟรมเวิร์กคอมพิวเตอร์ควอนตัมโอเพนซอร์ซ) ได้รับการอัปเดตอย่างมาก ทำให้นักพัฒนาสามารถทดลองกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้ง่ายยิ่งขึ้น สล็อต Python เป็นภาษาที่เลือกสำหรับทั้ง Vector SDK และกรอบงาน Qiskit ฉันคิดว่ามันน่าจะสนุกและให้คำแนะนำในการพัฒนาแอป Python ง่ายๆ ซึ่ง Vector ใช้ Qiskit เพื่อใช้ประโยชน์จากความสามารถของคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ IBM …