डी-वेव प्रणाली, जैसा कि मैं इसे समझता हूं, हमें इजिंग मॉडल को प्रोग्राम करने और उनके जमीनी राज्यों को खोजने की अनुमति देता है। इस रूप में, यह क्वांटम गणना के लिए सार्वभौमिक नहीं है: यह एक सर्किट मॉडल क्वांटम कंप्यूटर का अनुकरण नहीं कर सकता है।
इसे सर्वव्यापी बनाने के लिए सबसे सरल बात क्या होगी? ऐसी क्या वजहें हैं, जिन पर अमल नहीं किया गया?
जवाबों:
XX कप्लर्स को क्वांटम एनीलिंग यूनिवर्सल बनाने के लिए आवश्यक है।
https://arxiv.org/abs/0704.1287
उन्हें गढ़ने के लिए, मैं हार्डवेयर मुद्दों से परिचित नहीं हूं। शायद कोई और उस पर टिप्पणी कर सकता है।
स्वीकृत उत्तर में, यह कहा जाता है कि XX कप्लर्स "आवश्यक" हैं।
हालाँकि YY कप्लर्स भी काम करेंगे। ऐसा इसलिए है क्योंकि इस पेपर के खंड VI में समझाया गया है ।
असल में मूल कागज भी स्वीकार किए गए उत्तर में दिए गए कहना है कि XZ भी काफी अच्छा होगा (सिर्फ XX नहीं)। उस कारण से, YZ भी पर्याप्त होना चाहिए, हालांकि किसी ने स्पष्ट रूप से अभी तक गैजेट का निर्माण नहीं किया है।
इन सभी विकल्पों में से (जोड़े गए युग्मकों के लिए XX, YY, XZ, YZ) जो डी-वेव की मशीनों को सार्वभौमिक बनाएंगे, उनमें से एक को पहले से ही डी-वेव: वाई वाई कपलर द्वारा हार्डवेयर में लागू किया गया है।
इसे 2018 में AQC सम्मेलन में प्रस्तुत किया गया था:
हालाँकि इन YY शब्दों के नियंत्रण पर कुछ प्रतिबंध हैं, और इसका भौतिक कारण मेरे प्रश्न का विषय है: D-Wave के सार्वभौमिक क्वांटम कंप्यूटर में, YY शब्द को रैखिक X शब्द के साथ क्यों चलाना पड़ता है ?
इसे सर्वव्यापी बनाने के लिए सबसे सरल बात क्या होगी?
US पेटेंट US9162881B2 "एक सार्वभौमिक एडियाबेटिक क्वांटम कंप्यूटर के भौतिक अहसास" या यूएस एप्लिकेशन US20150111754A1 " सुपरकंडक्टिंग क्विबिट्स के साथ यूनिवर्सल एडियैबिक क्वांटम कंप्यूटिंग" देखें, जिसे यहां उद्धृत किया गया है:
परिभाषा: इस विनिर्देश और संलग्न दावों के दौरान, शब्द "आधार" और "आधार" क्रमशः रैखिक स्वतंत्र वैक्टर के एक सेट या सेट को निरूपित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिन्हें किसी दिए गए वेक्टर स्थान का पूरी तरह से वर्णन करने के लिए जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, मानक स्थानिक कार्टेशियन निर्देशांक के आधार में तीन वैक्टर, x- अक्ष, y- अक्ष और z- अक्ष शामिल हैं। गणितीय भौतिकी में कौशल वाले लोग इस बात की सराहना करेंगे कि बेस को ऑपरेटर स्थानों के लिए परिभाषित किया जा सकता है, जैसे कि हैमिल्टन के बारे में वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
परिभाषा: इस विनिर्देश और संलग्न दावों के दौरान प्रभावी क़ुबित , "क्वांटम" और "प्रभावी क्विबिट्स" शब्द का उपयोग क्वांटम प्रणाली को दर्शाने के लिए किया जाता है जिसे दो-स्तरीय प्रणाली के रूप में दर्शाया जा सकता है। संबंधित कला में कौशल रखने वाले इस बात की सराहना करेंगे कि दो विशिष्ट स्तरों को एक बहु-स्तरीय क्वांटम प्रणाली से अलग किया जा सकता है और एक प्रभावी qubit के रूप में उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, शब्द "प्रभावी क्वबिट" और "प्रभावी क्विबिट्स" का उपयोग क्वांटम सिस्टम को निरूपित करने के लिए किया जाता है जिसमें किसी भी दो-स्तरीय प्रणाली का प्रतिनिधित्व करने के लिए किसी भी डिवाइस का उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अलग-अलग क्वाइब की बहुलता को इस तरह से एक साथ जोड़ा जा सकता है कि युग्मित क्वाइफ का पूरा सेट या उसका एक भाग, एक एकल-स्तरीय प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है।
[००६१] एक यूनिवर्सल क्वांटम कंप्यूटर (UQC) एक क्वांटम कंप्यूटर है जो किसी भी अन्य क्वांटम कंप्यूटर को कुशलतापूर्वक अनुकरण करने में सक्षम है। कुछ मूर्तियों में, एक यूनिवर्सल एडियाबेटिक क्वांटम कंप्यूटर (UAQC) किसी भी क्वांटम कंप्यूटर को एडियबेटिक क्वांटम कम्प्यूटेशन और / या क्वांटम एनीलिंग के माध्यम से अनुकरण करने में सक्षम होगा। कुछ अवतार में, एक यूएक्यूसी एक भौतिक क्वांटम प्रणाली का अनुकरण करने में सक्षम होगा, जिसमें एडियबेटिक क्वांटम गणना और / या क्वांटम एनीलिंग के माध्यम से।
[००६२] यह स्थापित किया गया है कि स्थानीय जाली स्पिन हैमिल्टनियन का उपयोग सार्वभौमिक एडियाबेटिक क्वांटम गणना के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, 2-स्थानीय मॉडल हैमिल्टनियन का उपयोग सामान्य है और इसलिए स्पाइन्स के बीच आवश्यक इंटरैक्शन के प्रकारों को सीमित नहीं किया जाता है ताकि ज्ञात बातचीत को क्वांटम प्रोसेसर में महसूस किया जा सके। 1-स्थानीय अनुप्रस्थ क्षेत्र के साथ 2-स्थानीय आइसिंग मॉडल को विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके महसूस किया गया है।
[००६३] इस क्वांटम स्पिन मॉडल को एडियाबेटिक क्वांटम कम्प्यूटेशन के लिए सार्वभौमिक होने की संभावना नहीं है। एस। ब्रवीली एट अल।, 2006 arXiv: quant-ph / 0606140v4 या क्वांट में चर्चा देखें। Inf। अनि। 8, 0361 (2008)। हालांकि, यह दिखाया गया है कि एडियाबेटिक क्वांटम गणना को सार्वभौमिक रूप दिया जा सकता है और क्वांटम मर्लिन आर्थर जटिलता वर्ग, एनपी जटिलता वर्ग की एक क्वांटम एनालॉग, ट्यून करने योग्य 1 के अलावा ट्यून करने योग्य 2-स्थानीय विकर्ण और ऑफ-विकर्ण कपलिंग होने से संबंधित है। -लोक विकर्ण और ऑफ-विकर्ण पूर्वाग्रह ।
[००६४] विकर्ण और ऑफ-विकर्ण शब्दों को कम्प्यूटेशनल आधार के संदर्भ में परिभाषित किया जा सकता है। क्वेट की स्थिति दो आधार वाले राज्यों में से एक हो सकती है या दो आधार वाले राज्यों का एक रैखिक सुपरपोजिशन हो सकता है। दोनों राज्य एक कम्प्यूटेशनल आधार बनाते हैं।
नोट: पूर्ण विवरण के लिए पेटेंट का संदर्भ लें।
ऐसी क्या वजहें हैं, जिन पर अमल नहीं किया गया?
से: " क्वांटम सूचना प्रसंस्करण सुपरकंडक्टिंग सर्किट के साथ: एक समीक्षा " जी वेंडिन (8 अक्टूबर 2017) द्वारा, पृष्ठ पर:
डी-वेव सिस्टम मशीनों को ऊपर-नीचे बनाया जाता है - स्केलिंग अप फ्लक्स क्वैबिट और सर्किट पर आधारित होता है जिसमें कम सुसंगतता होती है। प्रौद्योगिकी एनबी आरएफ-स्क्वैड क्वैबिट के साथ संयुक्त शास्त्रीय एनएस आरएसक्यूक्यू सर्किट पर आधारित है, और वर्तमान डी-वेव प्रोसेसर का आधार बनती है। आर्किटेक्चर संचार बसों के क्रॉस-बार नेटवर्क पर आधारित है, जो (सीमित) दूरियों के युग्मन की अनुमति देता है । Quc dc-bias को बदलते हुए, qubit energies को बदलकर और qubit qubit कपलिंग को संचालित किया जाता है।
नतीजतन, मशीनों और उनके घटकों पर विभिन्न प्रकार के प्रयोगों को निष्पादित करके सुसंगतता और उलझाने वाले गुणों की जांच की जानी चाहिए: क्यूए योजनाओं की एक श्रृंखला चलाकर हार्डवेयर पर भौतिक प्रयोग, और प्रदर्शन के "बेंचमार्किंग"।
पिछले तीन वर्षों के दौरान, विषय तेजी से विकसित हुआ है, और अब तक एक निश्चित सामान्य समझ और आम सहमति बन गई है। हाल के कुछ पत्रों में चर्चा के आधार पर, स्थिति को निम्नलिखित तरीके से संक्षेपित किया जा सकता है:
• डी-वेव मशीनों का व्यवहार क्वांटम एनीलिंग के अनुरूप है।
• अब तक कोई स्केलिंग लाभ (क्वांटम स्पीडअप) नहीं देखा गया है।
• क्यूए जल्दी से अच्छे समाधान खोजने में कुशल है जब तक कि बाधाएं संकीर्ण नहीं होती हैं, लेकिन व्यापक बाधाओं का सामना करने के बाद अंततः अटक जाती हैं
• गूगल डी-वेव 2 एक्स के परिणाम, लाखों-बार स्पीडअप दिखाते हैं, देशी उदाहरणों के लिए हैं जो डिवाइस के हार्डवेयर ग्राफ को पूरी तरह से फिट करते हैं।
• सामान्य समस्याओं के लिए जो किसी QA के हार्डवेयर पर अच्छी तरह से मैप नहीं करते हैं, प्रदर्शन को काफी नुकसान होगा।
• इन समस्याओं के लिए और भी अधिक कुशल शास्त्रीय अनुकूलन एल्गोरिदम मौजूद हैं, जो अधिकांश समस्या उदाहरणों के लिए वर्तमान डी-वेव 2 एक्स डिवाइस से बेहतर प्रदर्शन करते हैं। हालांकि, दौड़ जारी है।
• बेहतर इंजीनियरिंग के साथ, विशेष रूप से तेजी से एनीलिंग और रीडआउट, वर्तमान पीढ़ी क्यूए उपकरणों पर एक कारक 100x द्वारा क्वांटम एनीलिंग रन करने का समय कम किया जा सकता है।
• हालांकि, अंशांकन अशुद्धियों के कारण लागत समारोह का गलत निर्धारण एक चुनौती है जो एनालॉग क्यूए उपकरणों के प्रदर्शन को बाधित कर सकता है।
• एक और चुनौती सीमित कनेक्टिविटी के साथ मूल हार्डवेयर वास्तुकला में समस्याओं का एम्बेडिंग है।
• एनालॉग क्यूए में क्वांटम स्पीडअप का खुला प्रश्न है।
• QA त्रुटि सुधार का प्रदर्शन किया गया है और बड़े पैमाने पर शोर-संरक्षित AQO उपकरणों की ओर एक मार्ग प्रशस्त कर सकता है।
• आमतौर पर, वर्गीय कम्प्यूटेशनल रूप से कठिन समस्याएं भी क्यूए उपकरणों के लिए कठिन समस्या लगती हैं।
• बेहतर मशीन अंशांकन, शोर में कमी, क्यूए अनुसूची का अनुकूलन, बड़ी प्रणाली के आकार और सिलवाया गिलास गति समस्याओं को प्रदर्शित करने के लिए क्वांटम स्पीडअप की आवश्यकता हो सकती है। हालाँकि जो कठिन है उसे आंकना आसान नहीं है।
• यह देखना बाकी है कि 2000 डीबिट्स के साथ नवीनतम डी-वेव 2000 क्यू सिस्टम क्या कर सकता है।
नोट: पूर्ण विवरण के लिए कागज का संदर्भ लें।
पेटेंट स्पष्टीकरण में कुछ अधिक गूढ़ है:
नकली अंजीर में वर्णित युग्मन। 9 और एफआईजी। 10 कई प्रकार के युग्मन को वास्तविक वास्तविक युग्मक प्रकारों द्वारा महसूस किया जा सकता है। यह एक क्वांटम प्रोसेसर में अधिक बहुमुखी प्रतिभा प्रदान कर सकता है जहां वास्तुकला विशिष्ट प्रकार के कप्लर्स के लिए सबसे उपयुक्त है। उदाहरण के लिए, एक सुपरकंडक्टिंग क्वांटम प्रोसेसर, जो भी कारण से, केवल जेडजेड-कप्लर्स को लागू करने के लिए सबसे उपयुक्त है और एक्सएक्स-कप्लर्स, सिमी एक्सजेड और जेडएक्स कपलिंग के प्रभावों का एहसास करने के लिए मध्यस्थों के माध्यम से नकली युग्मन शामिल कर सकते हैं।
कला में कौशल के लोग सराहना करेंगे कि, वर्तमान प्रणालियों, विधियों और तंत्रों में सिखाए गए क्वेट-कपलिंग आर्किटेक्चर को साकार करने के उद्देश्य से, XX-, ZZ-, XZ-, और ZX- युग्मक के विभिन्न अवतार यहां वर्णित हैं। युग्मन उपकरणों के गैर-सीमित उदाहरण। वर्तमान प्रणाली, विधियों और तंत्रों में वर्णित सभी युग्मन उपकरणों को विशिष्ट प्रणाली की आवश्यकताओं को समायोजित करने के लिए संशोधित किया जा सकता है जिसमें वे कार्यान्वित किए जा रहे हैं, या किसी विशेष अनुप्रयोग में विशिष्ट कार्यक्षमता प्रदान करने के लिए।
वर्तमान प्रणालियों, विधियों और तंत्र एक प्रोसेसर आर्किटेक्चर में कम से कम दो अलग-अलग युग्मन तंत्रों के कार्यान्वयन द्वारा सार्वभौमिक एडियाबेटिक क्वांटम अभिकलन के भौतिक बोध का वर्णन करते हैं। प्रत्येक युग्मन तंत्र पहले और दूसरे आधार के बीच युग्मन प्रदान करता है (उदाहरण के लिए, X और X, X और Z, या Z और Z के बीच युग्मन), जिससे एक "युग्मित आधार" परिभाषित होता है (उदाहरण के लिए, XX, XZ, या ZZ) ।वर्तमान प्रणालियों, विधियों और उपकरणों के अनुसार, क्विबेट-कपलिंग आर्किटेक्चर जिसमें प्रत्येक में कम से कम दो अलग-अलग युग्मित आधार शामिल होते हैं, जहां कम से कम दो अलग-अलग युग्मित आधार नहीं होते हैं, का उपयोग हैमिल्टनियंस को सार्वभौमिक एडैबेटिक क्वांटम गणना के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, यहां वर्णित विभिन्न अवतार सिखाते हैं कि सार्वभौमिक एडियैबिक क्वांटम अभिकलन भौतिक रूप से एक क्वैबिट-युग्मन आर्किटेक्चर में ऑफ-डायगोनल कप्लर्स के युगपत अनुप्रयोग द्वारा महसूस किया जा सकता है । कला में कौशल रखने वाले इस बात की सराहना करेंगे कि यह अवधारणा ऐसे युग्मकों तक विस्तारित हो सकती है जिनमें Y- आधार शामिल हैं, जैसे XY-, YX-, YY-, ZY-, और YZ-couplers।
यह विनिर्देश और संलग्न दावे सार्वभौमिक qubit- युग्मन आर्किटेक्चर का प्रदर्शन करके सार्वभौमिक एडियाबेटिक क्वांटम कंप्यूटरों के लिए यथार्थवादी हैमिल्टन के भौतिक कार्यान्वयन का वर्णन करते हैं। यहाँ वर्णित सार्वभौमिक युग्मन योजनाओं के अवतार के लिए एक सामान्य तत्व है, और यह है कि क्वांट्स के बीच युग्मन उपकरणों के कम से कम दो अलग-अलग सेटों का कार्यान्वयन है, जहां युग्मन उपकरणों के दो अलग-अलग सेटों द्वारा युग्मित संबंधित ठिकानों की प्रशंसा नहीं होती है। कला में कौशल रखने वाले इस बात की सराहना करेंगे कि इस तरह के गैर-कम्यूटिंग कप्लर्स को कई अलग-अलग अवतार और कार्यान्वयन में महसूस किया जा सकता है और इस तरह के सभी अवतार व्यावहारिक रूप से इस विनिर्देश में प्रकट नहीं किए जा सकते हैं। इस प्रकार, केवल दो भौतिक अवतार, XX-ZZ युग्मन वास्तुकला और XZ-ZX युग्मन वास्तुकला, इस मान्यता के साथ विस्तृत जानकारी दी गई है कि संबंधित कला में किसी का भी कौशल किसी भी क्वांटम प्रोसेसर आर्किटेक्चर के विस्तार को स्वीकार नहीं करेगा जो गैर-कम्यूटिंग कप्लर्स को लागू करता है। इसके अलावा, कला में कौशल उन लोगों की सराहना करेंगेक्वांटम एल्गोरिदम या हार्डवेयर बाधाओं को बनाए रखें क्वांटम प्रोसेसर और / या कप्लर्स की संख्या में प्रभावी क्वैब की संख्या पर न्यूनतम आवश्यकताएं लागू कर सकते हैं । वर्तमान प्रणालियों, विधियों और उपकरणों ने एक्सजेड और जेडएक्स कप्लर्स का अनुकरण करने के लिए एक्सएक्स और जेडजेड कप्लर्स के उपयोग के साथ-साथ एक्सजेड और जेडएक्स कप्लर्स के उपयोग के लिए एक्सएक्स और जेडजेड कप्लर्स का अनुकरण करने का वर्णन किया है, जिससे गैर-युग्मक युग्मकों की एक जोड़ी बनती है। अन्य युग्मक योजनाओं को अनुकरण करने के लिए एक क्वांटम प्रोसेसर का उपयोग किया जा सकता है।
[ मेरी टिप्पणी : मूल रूप से, केवल इतना कमरा है; और सुधार की योजना बनाई है।]
अनुप्रयोग में यह थोड़ा कम गूढ़ है:
[०१२ ९] GMQC की तुलना में AQC में Readout अधिक चुनौतीपूर्ण है। उत्तरार्द्ध प्रतिमान के भीतर, एक गणना के अंत में सभी क्विबिट को अलग किया जाता है। नतीजतन, एक व्यक्ति GMQC प्रोसेसर में प्रत्येक क्वेट को स्वतंत्र रूप से पढ़ सकता है। इसके विपरीत, AQC लक्ष्य हैमिल्टनियन का दावा करता है। जब हैमिल्टन में ऑफ-विकर्ण तत्व होते हैं, तो AQC के लिए पढ़ा जाने वाला एक चुनौती पेश कर सकता है। यदि रीडआउट प्रक्रिया को पतन के लिए क्वेट रजिस्टर वेवफंक्शन की आवश्यकता होती है, तो वह राज्य अब हैमिल्टन के लक्ष्य का एक स्वदेशी नहीं होगा। इसलिए, परिमित पक्षपात और युग्मन की उपस्थिति में एक AQC प्रोसेसर में सभी qubits के राज्यों को एक साथ प्रोजेक्ट करने के लिए एक विधि तैयार करना वांछनीय है ।