Аннотация:
Второго числа в Ключевой лаборатории квантовых вычислительных процессоров провинции Аньхой репортер узнал, что Origin Quantum совместно с Университетом науки и технологий Китая, Хэфэйским комплексным национальным научным центром по исследованию искусственного интеллекта и другими научно-исследовательскими группами успешно разработали «когерентную систему квантовой маршрутизации» для цилиндрической квантовой оперативной памяти (QRAM) на независимом сверхпроводящем квантовом компьютере «Original Wukong». Это эквивалентно созданию «быстрой дороги» для центров обработки данных и эффективно решает отраслевую проблему расширения QRAM. Соответствующая статья была недавно опубликована в международном физическом журнале Physical Reviews X.
Если квантовый компьютер сравнивать с «умным городом», то квантовая оперативная память (QRAM) — это «центр обработки данных», где данные хранятся и планируются. QRAM — важный функциональный модуль для реализации таких алгоритмов, как квантовый поиск и квантовое машинное обучение. Его ядром является «квантовый маршрутизатор» — он отвечает за точную доставку данных в целевое место согласно инструкциям адреса. Однако по мере увеличения масштаба сети маршрутизации традиционное решение требует большого количества стандартных квантовых вентилей для послойной декомпозиции инструкций для каждого дополнительного узла, что приводит к резкому увеличению глубины строк и накоплению ошибок, что ограничивает расширение QRAM.
Чтобы решить эту трудность, исследовательская группа предложила схему построения квантового маршрутизатора, основанную на вспомогательных энергетических уровнях. «Система когерентной квантовой маршрутизации» использует вспомогательный энергетический уровень сверхпроводящих кубитов для преобразования сложных управляемых операций переключения в эквивалентную реализацию мелкой линии, состоящей из небольшого количества двухбитовых переходных вентилей. Это эквивалентно построению «быстрой дороги» через перегруженный канал данных, позволяющей данным обходить избыточные узлы и напрямую достигать пункта назначения, что значительно снижает глубину линии и уменьшает количество ошибок. Исследователи фактически построили три независимых квантовых маршрутизатора и двухуровневую сеть квантовой маршрутизации на автономном сверхпроводящем квантовом компьютере «Оригинальный Вуконг» для тестирования. Результаты показывают, что эффективность передачи информации одного квантового маршрутизатора достигает 98%, а общая эффективность передачи двухуровневой сети маршрутизации также может достигать 93%. В тесте произвольного доступа средняя точность одиночного квантового маршрутизатора достигла 94,8%, а средняя точность двухуровневой сети маршрутизации достигла 82,4%. Данные показывают, что это решение может обеспечить согласованную, обратимую маршрутизацию, управляемую квантовыми адресами, и имеет потенциал для расширения до более масштабных сетей.
Исследователи заявили, что этот прорыв не только открывает новый путь для создания масштабируемой QRAM на существующем сверхпроводящем оборудовании, но также отмечает, что исследования и разработки квантовых вычислений в моей стране перешли от единой оптимизации производительности к этапу проверки сложных квантовых функций на реальном оборудовании. Опираясь на характеристики самого квантового устройства, можно добиться более низкой стоимости и более высокой эффективности операций, открывая новые идеи для совместной оптимизации квантовых чипов и схем.
Комментарии