81bit Google'ı vurdu, Ali dünyanın en güçlü kuantum devre simülatörü "Tai Zhang" ı gerçekleştirdi
İki ay önce Google, "kuantum hegemonyasına" işaret eden dünyanın ilk yüksek kaliteli 72-bit kuantum bilgisayarını geliştirme planını duyurdu, ancak bu hedef Alibaba'nın en son simülasyon sonuçlarıyla yenildi. The Paper, 8 Mayıs'ta Alibaba'dan, Dharma Akademisi Kuantum Laboratuvarı'nın yakın zamanda dünyanın en güçlü kuantum devre simülatörü "Tai Zhang" ı geliştirdiğini öğrendi; bu, kıyaslama olarak 81-bit 40-katmanlı Google rastgele kuantumunu başarıyla simüle eden ilk kişi oldu. Devre. Daha önce, bu seviyeye kadar simülasyonlar yalnızca 49 biti işleyebiliyordu.
Kuantum üstünlüğü bir "bayrak savaşı" sahneliyor gibi görünüyor.
Şubat ayında IBM, 50 kübitlik prototiplerini sergiledi ve dahili yapı diyagramı da ortaya çıktı;
Mart ayında Google, 72-bit qubit işlemci Bristlecone'yi duyurdu.
Mart ayının sonunda Microsoft, melek parçacığı Majorana fermiyonunun (Majorana fermion) varlığına dair güçlü kanıtlar keşfetti ve yıl sonundan önce çalışan bir kübit alması bekleniyor.
Şimdi, oynama sırası Ali'de.
8 Mayıs'ta Shi Yaoyun'un Alibaba Quantum Lab ekibi "Tai Zhang" adlı dünyanın en güçlü kuantum devre simülatörünü başarıyla geliştirdiğini duyurdu.
Alibaba Group'un bilgi işlem platformunun çevrimiçi kümesinin süper hesaplama gücüne dayanan "Tai Zhang", 81 (9x9) bitlik 40-katmanlı Google rastgele kuantum devresini dünyada kıyaslama olarak başarıyla simüle etti. Yalnızca bu katman sayısına ulaşan önceki simülatörler 49 bit işleyebilir.
Aynı zamanda, bu simülasyon görevi, Alibaba bilgi işlem platformu çevrimiçi kümesinin hesaplama kaynaklarının yalnızca% 14'ünü kullandı. "Tai Zhang" ın yenilikçi algoritması, platformun çevrimiçi kümesinin avantajlarına tam anlamıyla oynama sağlayabilen, son derece düşük iletişim ek yüküne sahiptir. 64 (8x8) bit 40 katmanlı simülasyon, "Tai Zhang" gibi geçmişte süper bilgisayarlarda yapılamayan simülasyon görevleri, yalnızca 2 Dakikalar içinde yapılabilir.
Alibaba "Tai Zhang" simülatörü ve Google rastgele devresini simüle eden mevcut ana simülatörün sonuçlarının karşılaştırması
"Tai Zhang" tarafından simüle edilen rastgele kuantum devresinin ölçeği ile Google'ın kuantum donanımının gerçekleştirilebilir ölçeğinin karşılaştırması
Kuantum hesaplama, mevcut bilgi işlem teknolojisini alt üst edebilir ve bilimsel ve endüstriyel araştırmalarda bir sınır noktasıdır. Ancak kuantum hesaplamanın gerçekleştirilmesi çok zordur. Şu anda, uygulanan yüksek hassasiyetli kuantum işlemcinin yalnızca 20 kubiti var. Bu nedenle, daha büyük kuantum algoritması için bir taşıyıcı yoktur.
Simülatörün rolü, "yukarıdakileri ve sonrakini birbirine bağlamaktır." Donanımın anlaşılmasına ve tasarlanmasına yardımcı olabilir ve algoritmaların ve uygulamaların keşfedilmesini ve doğrulanmasını üstlenebilir. "Taizhang", "orta ölçekli" 50-200 bit olarak adlandırılan kuantum algoritmalarını ilk kez test etmeyi ve doğrulamayı mümkün kılarak, orta ölçekli kuantum algoritmalarının, kuantum yazılımlarının ve hatta kuantum çiplerinin tasarımına yardımcı olmak için güçlü bir araç sağlar.
Olağan kuantum devre simülasyon şemasında, kuantum halinin tüm genliklerini depolamak ve bu büyük miktardaki veri üzerinde aynı anda kuantum işlemlerini simüle etmek gerekir. Bu yöntem, çok sayıda hesaplama düğümü arasında sürekli veri alışverişini gerektirir ve bu da büyük iletişim yüküne neden olur. Bu nedenle, geçmişte bu tür simülasyon görevleri genellikle süper bilgisayarlarda gerçekleştiriliyordu.
Profesör Yaoyun Shi ve ortağı Igor Markov tarafından 2005 yılında önerilen başka bir simülasyon programına dayanarak, laboratuvar ekibi tüm simülasyon görevini ayrıştırmak için basit ve etkili bir yöntem icat etti ve ardından bu alt görevleri çok dengeli bir şekilde farklı hesaplama düğümlerine dağıttı. . "Tai Zhang" ın iletişim ek yükü son derece küçüktür, bu da onu dağıtılmış bilgi işlem platformları için çok uygun kılar.
"Tai Zhang" (siyah çizgi) ile simüle edilen rastgele kuantum devresinin ölçeği ile Google'ın kuantum donanımının elde edilebilir ölçeğinin (kırmızı çizgi) karşılaştırması (Google'ın Çin'deki 7x7 tahminine göre) *
Ölçüt olarak rastgele kuantum devresi, Google tarafından "kuantum hegemonyasına" ulaşmak için önerilen bir algoritmadır. "Kuantum hegemonyası", klasik hesaplamalarla simüle edilemeyen kuantum işlemcilerin ölçeğini ve hassasiyetini ifade eder. Google, bu yıl Mart ayında gelecekteki çalışmalar için bir hedef ortaya koydu: 72 bit yüksek hassasiyetli bir kuantum işlemci. "Tai Zhang" ın sonucu, bu plandaki işlemcinin yalnızca kıyaslama algoritmasını çalıştırması durumunda kuantum hegemonyasına ulaşmak için hala yeterli olmadığını gösteriyor.
Bu araştırmanın sonuçları ayrıca ön baskı web sitesi arXiv'e gönderildi Makalenin ilk yazarları Quantum Lab kuantum bilimcisi Dr. Jianxin Chen ve stajyer Zhang Fang, yazarlarda ayrıca stajyer Huang Jiachen ve Dr. Michael Newman da yer alıyor.
Alibaba Quantum Laboratuvarı, Michigan Üniversitesi'nde kadrolu profesör ve dünyaca ünlü kuantum bilimcisi Shi Yaoyun tarafından, kuantum teknolojisi bilimcisi ve kuantum laboratuvarının yöneticisi olarak yönetiliyor. İki kez en yüksek teorik hesaplama ödülü ile Gödel Ödülü'nü kazanan Macar-Amerikalı bilgisayar bilimcisi Mario Szegedy de bu yılın başında laboratuvara katıldı. Laboratuvar, yetenek girişinin hızlı bir şekilde arttığı bir dönemdedir.
2016'da Google, iki boyutlu dizi MxN'ye karşılık gelen kübit üzerinde belirli bir rastgele kuantum devresi türü uygulayarak kuantum hegemonyasına ulaşmak için bir çözüm önerdi. Bu tür belirli rasgele kuantum devresi genellikle bir kuantum hegemonya devresi olarak adlandırılır. Öneride, iki boyutlu dizideki bit sayısı (MN) 50'ye ve devrenin derinliği (katman sayısı) yaklaşık 40'a ulaştığında, dünyadaki en güçlü süper bilgisayarın böyle bir devreyi etkili bir şekilde simüle edemeyeceği düşünülmektedir.
8x8 iki boyutlu bir ızgara üzerinde 20 derinliğe sahip bir kuantum hegemonya devresine karşılık gelen tensör ağ ekranı
Google'ın donanım ekibi, böyle bir hegemonik devreyi gerçekleştirmek için daha büyük ölçekli bir kuantum sistemine 9 kübitlik 1 boyutlu bir dizide ulaşılan% 1 okuma hatasını,% 0,1 tek bitlik geçit hatasını ve% 0,6 iki bitlik geçit hatasını korumayı umuyor. Ve bu özel görev sayesinde, kuantum donanımı dünyadaki en güçlü klasik bilgi işlem kaynaklarını aşıyor. O zamandan beri, birkaç araştırma ekibi bu tür bir devreyi farklı süper bilgisayarlar üzerinde simüle etti. Daha önce, dünyanın en iyi araştırma sonuçları aynı anda 50 bit ve 40 katmana ulaşmamıştı.
Nxn iki boyutlu ızgarasında, rastgele devre çıktısının her genliğinin yürütme süresi ile devre derinliği arasındaki karşılık gelen ilişkiyi hesaplayın
Mevcut kuantum hesaplama modelleri arasında, klasik mantık kapılarına benzer şekilde kuantum kapıları üzerinden bilgilerin kübitlerde depolanması ve hesaplamaların gerçekleştirilmesi şeklinde gerçekleştirilen bir kuantum devre modeli bulunmaktadır. Dharma Akademisi'nin Kuantum Laboratuvarı ekibinden bir kuantum bilimcisi olan Chen Jianxin ve stajyer olan Zhang Fang, dağıtılmış bir evrensel kuantum devre simülasyon şeması uyguladı ve Google'ın araştırma simülatörüne dayalı rastgele kuantum devresinin ilk sürümünü test etti.
Ali bilgi işlem platformunun çevrimiçi kümesinin az miktarda bilgi işlem kaynağını (yaklaşık% 14) kullanan laboratuvar ekibi, 81 bitlik 40 katmanlı rastgele devre olan 9x9 x40'ı simüle etmek için "Tai Zhang" simülatörünü başarıyla kullandı ve bunları ayrı ayrı başarıyla simüle etti
100 bitlik 35 katmanlı (10x10x35), 121 bit 31 katmanlı (11x11x31) ve 144 bit 27 katmanlı (12x12x27) rastgele kuantum devresi.
Şu anda, endüstride iki tür ana akım simülasyon çözümü vardır: Biri kuantum durumunun tüm genliklerini depolamak, diğeri ise herhangi bir genlik için sonuçları hızlı bir şekilde hesaplamaktır. İlk tip simülasyon şeması temelde bir süper bilgisayarda uygulanır, çünkü 45 bitlik bir kuantum durumunun depolanması Petabayt düzeyinde bir bellek gerektirir.Bu kadar çok veri depolarken, kuantum durumunu çalıştırması ve hesaplaması gerekir. Veri, bilgi işlem düğümleri arasında değiş tokuş edilir Bu tür iletişim ek yükü, sıradan bulut hizmetleri için dayanılmazdır.
Alibaba hesaplama platformunun çevrimiçi kümesinde, laboratuvar ekibi ikinci tip simülasyon çözümünü benimsedi.Herhangi bir genliğin hızlı ve etkili bir şekilde hesaplanması yoluyla, alt görevler, çok az iletişim ek yükü ile görev bölme işleminden sonra çok dengeli bir şekilde farklı düğümlere dağıtılabilir Simülatörün, artık geniş çapta hizmet sağlayan bulut bilişim platformuna uyarlanmasını sağlayın.
Bu araştırmanın sonuçlarından önce, iki simülasyon şeması için, dünyadaki hiçbir araştırma ekibi Google'ın 50 bit ve 40'tan fazla katman içeren birinci nesil rastgele test devresini başarılı bir şekilde simüle edemez. Dharma Enstitüsü Kuantum Laboratuvarı ekibinin simülatöründe her 2 dakikada bir 64 bitlik 40 katmanlı rastgele devrenin bir genliği de hesaplanabilir. Bu araştırmanın sonuçları ayrıca ön baskı web sitesi arXiv'de bir makale şeklinde sunulmuştur.Makalenin ilk yazarları Quantum Lab kuantum bilimcisi Chen Jianxin ve stajyer Zhang Fang'dır.Yazarlar arasında stajyer Huang Jiachen ve Dr. Michael Newman da yer almaktadır.
Google, IBM ve Microsoft kuantum üstünlüğü için savaşıyor Shi Yaoyun: Süper iletken VS iyon tuzağı, kuantum hesaplama iki kutuplu dünyaya giriyor
Bu yılın Mart ayında, Los Angeles'taki American Physical Society'nin yıllık toplantısında Google, Bristlecone adında yeni bir kuantum işlemcisini tanıttı. Bu geçit tabanlı süperiletken sistemin amacı, sistem hata oranını ve kübit teknolojisinin ölçeklenebilirliğini ve ayrıca kuantum simülasyon, optimizasyon ve makine öğrenimindeki uygulamalarını incelemektir.
Shi Yaoyun hakkında
2017 yılında uluslararası üne sahip kuantum bilimcisi Shi Yaoyun, Alibaba'ya kuantum teknolojisi bilim adamı ve kuantum laboratuvarının yöneticisi olarak katıldı.
1997 yılında Pekin Üniversitesi'nden lisans derecesi ile mezun olan Shi Yaoyun, daha sonra Princeton Üniversitesi'nden bilgisayar bilimi alanında doktora derecesi aldı ve Michigan Üniversitesi Ann Arbor'da kadrolu profesördür. Bir zamanlar Turing Ödülü'nün tek Asyalı galibi olan Yao Qizhi'nin yanında çalıştı.
Shi Yaoyun, kuantum algoritmaları ve karmaşıklığı, kuantum iletişim karmaşıklığı, kuantum sistemlerinin klasik simülasyonu ve kuantum hesaplama, kuantum bilgisi ve kuantum kriptografi dahil olmak üzere, kuantum biliminde geniş bir araştırma alanına sahiptir.
Ayrıca, teorik bilgisayarlar dalında en yüksek iki ödül için Gödel Ödülü'nü kazanan Macar-Amerikalı bilgisayar bilimcisi Mario Szegedy de bu yılın başında laboratuvara katıldı.
Eğitim Bilgileri
Ayrıca ziyaret etmek için URL'ye de tıklayabilirsiniz
