[ad_1]
Badania IBM nad kodami qLDPC
Prasa popularna huczy o ogłoszeniu przez IBM, że mają opublikował artykuł na temat badań nad kodami qLDPC (Quantum Low Density Parity Check) w Nature magazyn. Ale uważni czytelnicy Quantum Computing Report Należy zauważyć, że po raz pierwszy informowaliśmy o tym w sierpniu ubiegłego roku, kiedy preprint tego artykułu opisującego te badania został po raz pierwszy opublikowany w arXiv i ponownie w grudniu ubiegłego roku w naszym artykule na temat mapy drogowej IBM.
Kody LDPC to koncepcja wywodząca się z obliczeń klasycznych, która jest obecnie stosowana w obliczeniach kwantowych przez coraz większą liczbę firm, w tym IBM, Photonic Inc, Alice & Bob, Infleqtion i inne. Zaletą kodów qLDPC jest to, że zapewniają one większą ochronę przed błędami przy mniejszej liczbie kubitów niż inne podejścia, takie jak kod powierzchniowy. Aby podać konkretny przykład z artykułu, kod qLDPC firmy IBM, który wykorzystuje 144 fizyczne kubity do utworzenia 12 logicznych kubitów z odległością kodową 12, zapisaną jako [[144, 12, 12]]dałby nieco lepszą wydajność niż kod powierzchniowy [[1452, 12, 11]], co oznacza ponad 10-krotną oszczędność liczby kubitów.
Wadą kodu qLDPC jest to, że do działania wymaga on wyższych poziomów łączności kubitów. Wiele badań IBM polegało na ustaleniu, jak zminimalizować dodatkową łączność kubitów potrzebną do wdrożenia tego kodu. W rezultacie IBM opracował coś, co nazywa się kodem Bivariate Bicycle (BB). Wdrożenie tego kodu będzie wymagało zmiany topologii w stosunku do poprzedniej topologii heavy hex. Poprzednio ciężki heks miał cztery połączenia (3 sprzęgacze plus 1 kontrolny) dla kubitów, podczas gdy przyszłe procesory obsługujące qLDPC będą wymagały siedmiu połączeń (6 sprzęgaczy plus 1 kontrolny). Artykuł zawiera szczegółowe informacje na temat tego, jak zamierzają to zrobić przy użyciu architektury thickness-2 wraz z opracowaniem sprzęgacza dalekiego zasięgu.
Należy więc zauważyć, że obecnie jest to nadal w fazie projektowania, a IBM nie zademonstrował jeszcze tego na prawdziwym sprzęcie. Ich mapa drogowa wskazuje, że będą pracować nad osiągnięciem tej demonstracji w ciągu najbliższych dwóch lat dzięki przyszłemu procesorowi o nazwie kodowej Kookaburra.
Należy również zauważyć, że badania te idą w parze z innymi powiązanymi obszarami, nad którymi pracują. Algorytmy korekcji błędów stają się coraz bardziej wydajne i skuteczne, ponieważ fizyczna stopa błędów stale spada. IBM pracuje więc zarówno nad poprawą wewnętrznej stopy błędów kubitów poprzez inżynierię materiałową, produkcję chipów itp., jak i nad różnymi technikami tłumienia błędów poprzez lepsze kontrole w celu zapobiegania powstawaniu błędów fizycznych. Kolejnym ważnym wysiłkiem są badania nad destylacją stanów magicznych. Technika ta jest niezbędna do wdrożenia wszystkich niezbędnych operacji bramek, w tym bramek innych niż Clifford, w celu wdrożenia uniwersalnego zestawu bramek, który umożliwi programowanie dowolnego możliwego algorytmu kwantowego.
Więcej szczegółów na temat badań IBM nad kodami qLDPC można znaleźć na opublikowanym przez nich blogu tutaj jak również pełny artykuł w czasopiśmie Nature tutaj. Więcej informacji na temat badań IBM nad destylacją w stanie magicznym można znaleźć w ich wpisie na blogu tutaj i inny artykuł w czasopiśmie Nature tutaj.
Emerytura symulatorów chmury
To, co nie zostało zgłoszone w prasie popularnej, ale również dość znaczące, to ogłoszenie IBM, że wycofują swoje symulatory chmury z dniem 15 maja 2024 roku. Przez wiele lat użytkownicy końcowi mogli symulować swoje programy kwantowe na kilku różnych symulatorach, które były hostowane w chmurze IBM. Istnieje pięć różnych symulatorów, które mogą obsługiwać symulacje różnych typów dla programów wykorzystujących do 32 do 5000 kubitów w zależności od konkretnego symulatora. Strona internetowa przedstawiająca te symulatory jest dostępna pod adresem tutaj. Częścią uzasadnienia IBM dla wycofania tych symulatorów jest skupienie się na obliczeniach na skalę użytkową. Uważają oni, że ponieważ rzeczywisty sprzęt kwantowy nadal zwiększa swoje możliwości, dla użytkowników bardziej efektywna może być praca z rzeczywistym sprzętem niż korzystanie z symulatorów, przynajmniej w przypadku większych programów.
Jako zamiennik symulacji w chmurze, IBM zaleca użytkownikom skorzystanie z platformy lokalnego trybu testowego Qiskit Runtime który pozwoli użytkownikowi na symulację programu na własnym komputerze osobistym przed przesłaniem go do uruchomienia na jednym z prawdziwych procesorów kwantowych IBM. Lokalny tryb testowy Qiskit Runtime zawiera funkcję „Fake Backend”, która pozwala na uruchomienie symulacji przy użyciu parametrów naśladujących charakterystykę konkretnego procesora kwantowego IBM.
Zawiadomienie IBM o wycofaniu ich symulatorów chmury można zobaczyć tutaj.
30 marca 2024 r.
[ad_2]