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IBM质疑谷歌“量子霸权” 中西太一

2020-01-15

量子核算机已开端挨近经典模仿的极限,重要的是,咱们持续对发展进行基准测验,并探求它们的模仿难度。这是一个风趣的科学问题。

量子核算的最新发展产生了两个53量子比特的处理器:一个是来自咱们IBM集团的处理器,另一个是谷歌走漏的论文预印本中描绘的设备。

在预印本中,有人称他们的设备到达了 量子霸权 、 一台最先进的超级核算机将需求大约10000年的时刻来履行相同的使命 。

咱们以为,2.5天之内涵经典体系上就能进行和同一使命的抱负仿真,且保真度更高。实际上,这是一个保存的、最坏的情况下的估量,并且咱们希望经过进一步的改善,能进一步下降模仿的本钱。

由于John Preskill在2012年提出的 量子霸权 一词的原始意义,是描绘量子核算机能够完结传统核算机无法做到的工作,所以这个门槛还没有到达。

这种 量子霸权 的特别概念是根据履行一个随机量子电路,该电路的巨细无法用任何可用的经典核算机进行仿真。

详细而言,谷歌的预印本展现了一个53量子比特的量子处理器的核算试验,该处理器完成了一个深度为20的超大型二量子比特的量子电路,具有430个二量子比特和1113个单量子比特门,估量总保真度为0.2% 。

他们对10000年的经典模仿估量是根据以下调查成果:在Schr dinger型的模仿中存储完好状况向量的RAM内存需求是制止的,因而需求凭借Schr dinger-Feynman模仿来权衡空间与时刻。

量子霸权 的概念展现了量子核算机独有的资源,比方直接到达羁绊和叠加。可是,经典核算机具有自己的资源,如硬件中的存储层次结构和高精度核算、各种软件财物以及广泛的算法知识库,在将量子与经典进行比较时,运用所有这些功用非常重要。

当与经典核算机进行比较时,他们依赖于先进的仿真,该仿真运用了并行性、快速且无过错的核算以及巨大的聚合RAM,但未能充分考虑很多的磁盘存储。

相反,咱们的Schr dinger式经典仿真办法一起运用RAM和硬盘空间,来存储和操作状况向量。咱们的仿真办法选用的功能增强技能包含电路区分、张量缩并递延、门聚合和批处理、聚合通讯的精心和谐以及众所周知的优化办法,以使通讯遍历交叠于混合节点的CPU和GPU组件之间进行核算。进一步的细节能够在《Leveraging Secondary Storage to Simulate Deep 54-qubit Sycamore Circuits》论文中发现。

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