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如何免费建网站:IBM模拟了56个量子比特的量子核算机
作者:管理员    发布于:2020-05-25 04:09   文字:【】【】【
IBM模拟了56个量子比特的量子核算机 在此之前,相关研讨人员以为,49个量子比特现已是现在的超级核算机的极限,无奈模拟更多的量子比特。研讨人员将模拟使命划分为多个并行的模块,这样他们能够同时利用一台超级核算机的多个办理器,成全模拟56个量子比特的量子核算机所需要的功率。

目前,美国国际商用机器公司(IBM)在一台经典的超级核算机中成功模拟了56量子比特的量子核算机,仅用了4.5兆兆字节。

在此之前,相关研讨人员以为,49个量子比特现已是现在的超级核算机的极限,无奈模拟更多的量子比特。

研讨人员将模拟使命划分为多个并行的模块,这样他们能够同时利用一台超级核算机的多个办理器,成全模拟56个量子比特的量子核算机所需要的功率。

南加州大学(University of Southern California)的伊塔 亨(Itay Hen)表示: 美国国际商用机器公司突破了量子核算机49个量子比特的极限,这对领有量子设施的人来说,他们失掉了肯定的量子上风。

最后一个量子态也是划分模块核算的,每一个模块触及变化幅度的核算,一共有个模块。在56个量子比特的电路中,最后一个量子态一共有个模块,每一个模块的变化振幅惟独。这意味着,相比之前的最后一个量子态核算,56个量子比特的电路模块增多,而每一个模块变化幅度减小一个数量级,可是因为每一个模块能够并行核算,这样只要要添加办理器的数目就能加速核算的速度。

模拟的所有实验结果都是经过劳伦斯利弗莫尔国家试验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的Vulcan超级核算机得到的,Vulcan超级核算机采用的是蓝色基因Q(Blue Gene/ Q)体系。这次模拟其实不是一次成功,在达成论文中形容的实验结果之前,研讨人员还进行了大量次额定的实验,这局部没有在论文中展示出来,总过程共耗时两天。另外,这次模拟对超级核算机内存的要求也很高,内存需要扩展到4096个节点,而且每一次并行核算都至少要有64TB的内存空间。

论断和未来事件瞻望

强壮的核算能力仍是要依赖于超级核算机,大家的孝敬主要是采用了新的电路模拟办法,经过这种模拟办法,超级核算机能够突破量子核算机无奈被模拟的极限 50个量子比特。预料之中,大家模拟得到的实验数据出现波特-托马斯(Porter-Thomas)散布,这和经过普通随机电路模拟得到的概率散布共鸣。这种散布是由分析49个量子比特电路所有量子态的所有模块的模拟结果而得到的,目前证明这种散布和56个量子比特的电路得到的结果拟合的也很好。正如弁言中提到,核算丈量结果的量子幅度对评价量子器件的正确操作很重要,不外,这项研讨尚未评论这个应用。

过去研讨人员以为49个量子比特的随机电路不可能在经典核算机中完成模拟,目前,如果在内存充足的高端效劳器上经过并行模块模拟得到的数据结果也能很好地契合波特-托马斯散布,那么是否意味着有这种可能,不需要借助超级核算机,也可以完成对量子设施丈量结果进行惯例的振幅核算。如果这真的能够完成的话,那最多又能进行到多少数子比特呢?固然电路的深度也需要思考。研讨人员打算从这两方面进行全面摸索。另外,张量模块核算也牵强能完成并行化,因而,从理论上来讲,使用高端效劳器核算输出振幅的电路,也能够利用充足多的高端效劳器,依照一定的散布,来完成整个核算和模拟。云云,这些核算再也不局限于特定超级核算机的可用内存上,乃至在原则上,大家彻底能够在网络云上进行这样的模拟。不外,这类电路的核算程度另有待查证,而是否能够彻底模拟的问题目前现已酿成了一个经济学识题,而不是一个物理角度的正当性问题。除了上述完整电路的核算可行性,张量模块还可用于算法分析以及自动管束子回路的仿真,模块的丈量结果还能够当做电路残余局部的动静输出。

跟着现在量子核算技能的前进,50个量子比特体系再也不边远。为了更好地完成量子器件各方面性能的评价和改进,大家需要一种可以测试和评价量子器件传神度的办法,这反过来又需要核算这个尺寸乃至更大尺寸器件的理想量子态的幅度。在这项研讨中,研讨人员提出了一种新办法,能够显著地扩展经典核算的鸿沟。

这个办法是这样展现的:起首由量子比特二维格子(数学偏差办理)中深度为27的全随机电路输出实现的振幅,而后对这个结果进行核算模拟。研讨人员进一步给出了深度为23的全随机电路的恣意模块的核算结果,在这之前,因为内存的问题,这些核算是不可能做到的,而使用这篇论文中提出的办法,上述两次模拟别离只要要4.5和3.0TB来存储核算数据,这对现有的经典核算机黑白常有益的。

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