[ad_1]
Mechanika kwantowa jest z natury losowa. Kiedy stan kwantowy przechodzi ewolucję w procesie kwantowym, stan wyjściowy jest dobrze zdefiniowanym obiektem matematycznym, ale możemy uzyskać do niego dostęp tylko poprzez pomiary. Każdy pomiar daje wynik, który należy do rozkładu prawdopodobieństwa zgodnego z regułą Borna. Może to być postrzegane jako wąskie gardło dla programisty kwantowego w porównaniu do klasycznych obliczeń. Gdy jednak informacje kwantowe są sprytnie wykorzystywane, możemy zakodować wyniki naszego problemu w kilku wynikach pomiarów, umożliwiając rozwiązywanie problemów stanowiących wyzwanie dla obliczeń klasycznych (patrz na przykład algorytmu Shor). tutaj) .
Co ludzie nazywają strzałem w kontekście obliczeń kwantowych?
Jeden „strzał” reprezentuje jedno wykonanie obwodu kwantowego.
Biorąc pod uwagę probabilistyczny charakter systemu, przeprowadzenie wielu iteracji systemu (uzyskanie wielu ujęć) jest konieczne do zebrania danych do analizy statystycznej działania algorytmu. Koncepcja „strzałów” jest powszechnie stosowana przez większość dostawców kwantowych. Jednak dokładna implementacja „strzałów” i zarządzanie nimi będą się różnić w zależności od różnych ram, ponieważ zależy to od specyficznych cech systemu sprzętowego.
Jak definiujemy strzały w Quandela?
Nasza architektura obliczeniowa działa w oparciu o optykę liniową. Wysyłamy pojedyncze fotony w obwodzie kwantowym złożonym z przestrajalnych liniowych elementów optycznych, co skutkuje działaniem elementów optycznych tworzących obwód kwantowy wykonujących akcję przetwarzania na stanach fotonów (źródło wejściowe) działających jako qubit w przestrzeni Focka (wyjaśnienie przestrzeni Focka znajduje się tutaj). Zdarzenie koincydencji fotonów – wykrycie co najmniej 1 fotonu na wyjściu – wykrycie 1 lub wielu fotonów przez detektory na wyjściu definiuje pojedyncze wykonanie eksperymentu kwantowego.
Nasza jednostka QPU wysyła pojedyncze fotony z okresową częstotliwością do układu implementującego obwód zaprojektowany przez użytkownika. Podczas gdy te fotony mogą ulegać absorpcji w różnych punktach sprzętu. Niemniej jednak, za każdym razem, gdy co najmniej jeden foton zostanie wykryty na wyjściu układu optycznego (określane jako zdarzenie koincydencji fotonów), oznacza to koniec pojedynczego wykonania, a zmierzone wyjście stanowi próbkę danych, którą uważamy, że obwód kwantowy został wykonany. Nasza liczba strzałów jest zatem definiowana jako liczba zdarzeń koincydencji fotonów podczas obliczeń.
Użytkownik niekoniecznie musi chcieć próbkować detekcje pojedynczych fotonów; może w szczególności chcieć próbek z pewną liczbą „N” (>1) koincydencji fotonów i zażądać ich jako danych wyjściowych. W takich przypadkach może być konieczne uruchomienie systemu z liczbą strzałów przekraczającą żądaną liczbę próbek, ponieważ spodziewane są wielokrotne koincydencje fotonów. Uznając te preferencje użytkownika, włączyliśmy do Perceval narzędzie do obliczania niezbędnej liczby strzałów na podstawie żądanej przez użytkownika liczby próbek. Narzędzie to przeprowadza oszacowanie, biorąc pod uwagę jednostkę zaimplementowanego obwodu, stan wejściowy i charakterystykę wydajności urządzenia.
Jak Shots zrewolucjonizują doświadczenia użytkowników?
Dostęp do dystrybucji stanów kwantowych:
W świetle definicji, która charakteryzuje „strzały” jako dane wyjściowe wykryte podczas każdego wykonania obwodu, oferują one bezpośredni dostęp do rozkładu prawdopodobieństwa stanu kwantowego.
Przewidywalna szybkość wyjścia:
W systemie fotonicznym charakteryzującym się natychmiastowymi aplikacjami bramek i złożonym czasem przygotowania stanu wejściowego (patrz szczegóły dotyczące demultipleksowania tutaj), czas przechwytywania ujęć wyraźnie wskazujących koniec pojedynczego wykonania wykazuje zmienność przypisywaną tej sekwencji czasowej stanu wejściowego, rzeczywistemu skonfigurowanemu obwodowi i współczynnikowi transmitancji systemu. Praca z ujęciami gwarantuje przewidywalną szybkość wyjściową niezależną od tych fluktuacji.
Uproszczone interakcje użytkownika:
Włączenie strzałów nie tylko ma na celu standaryzację interakcji użytkownika z uruchomionymi algorytmami na naszej jednostce przetwarzania kwantowego (QPU) za pośrednictwem naszych usług w chmurze, ale także zapewnia im bardziej znormalizowany parametr do zrozumienia ich potrzeb w zakresie zasobów. To ulepszenie przyczynia się do bardziej przejrzystego i spójnego pomiaru.
Przewidywalność czasu i kosztów:
-Shoty, jako wysoce przewidywalne, oferują najbardziej wiarygodne środki do oszacowania czasu i kosztu uruchomienia algorytmu.
-Ta stabilność w liczeniu parametrów skutkuje stałymi cenami, zapewniając uczciwość użytkownikom i niezależność od zmienności wydajności fizycznego urządzenia QPU.
[ad_2]