Máy lượng tử và Nvidia sử dụng máy học để tiến gần hơn đến máy tính lượng tử đã sửa lỗi. Hôm nay, Quantum Machines và Nvidia đã công bố sự hợp tác sâu sắc để tập hợp công nghệ của họ, từ Lượng tử DGX đến nền tảng điều khiển lượng tử tiên tiến. Sự kết hợp này đã đem lại kết quả đáng chú ý, giúp điều chỉnh hiệu quả hơn các qubit trong chip lượng tử Rigetti.
#QuantumMachines #Nvidia #MáyTínhLượngTử #SựKiệnHômNay #HọcTăngCường #HiệuChỉnhXung #SửaLỗiLượngTử #ChipLượngTửRigetti #ChénThánhMáyTínhLượngTử
Về một một năm rưỡi trướckhởi động điều khiển lượng tử Máy lượng tử và Nvidia đã công bố mối quan hệ hợp tác sâu sắc sẽ tập hợp các công ty của Nvidia lại với nhau Lượng tử DGX nền tảng điện toán và phần cứng điều khiển lượng tử tiên tiến của Quantum Machine. Chúng tôi đã không nghe nhiều về kết quả của sự hợp tác này trong một thời gian, nhưng giờ đây nó đã bắt đầu đơm hoa kết trái và đưa ngành công nghiệp này tiến một bước gần hơn đến chiếc chén thánh của một chiếc máy tính lượng tử có thể sửa lỗi.
Trong một bài thuyết trình hồi đầu năm nay, hai công ty đã cho thấy rằng họ có thể sử dụng mô hình học tăng cường sẵn có chạy trên nền tảng DGX của Nvidia để kiểm soát tốt hơn các qubit trong chip lượng tử Rigetti bằng cách giữ cho hệ thống luôn được hiệu chỉnh.
Yonatan Cohen, người đồng sáng lập và CTO của Quantum Machines, lưu ý rằng công ty của ông từ lâu đã tìm cách sử dụng các công cụ tính toán cổ điển nói chung để điều khiển bộ xử lý lượng tử. Những công cụ tính toán đó rất nhỏ và hạn chế, nhưng đó không phải là vấn đề với nền tảng DGX cực kỳ mạnh mẽ của Nvidia. Ông nói, chén thánh là chạy sửa lỗi lượng tử. Chúng tôi chưa ở đó. Thay vào đó, sự hợp tác này tập trung vào việc hiệu chỉnh và hiệu chỉnh cụ thể cái gọi là “xung π” điều khiển sự quay của một qubit bên trong bộ xử lý lượng tử.
Thoạt nhìn, việc hiệu chỉnh có vẻ giống như một vấn đề xảy ra một lần: Bạn hiệu chỉnh bộ xử lý trước khi bắt đầu chạy thuật toán trên đó. Nhưng nó không đơn giản như vậy. Cohen nói: “Nếu bạn nhìn vào hiệu suất của máy tính lượng tử ngày nay, bạn sẽ có được độ trung thực cao. “Nhưng, người dùng, khi họ sử dụng máy tính, nó thường không có độ trung thực tốt nhất. Nó trôi luôn. Nếu chúng ta có thể thường xuyên hiệu chỉnh lại nó bằng cách sử dụng các loại kỹ thuật và phần cứng cơ bản này thì chúng ta có thể cải thiện hiệu suất và duy trì độ trung thực (cao) trong thời gian dài, đó là điều sẽ cần thiết trong việc sửa lỗi lượng tử.”
Việc liên tục điều chỉnh các xung đó trong thời gian gần thực là một nhiệm vụ đòi hỏi tính toán cực kỳ cao, nhưng vì hệ lượng tử luôn hơi khác một chút nên đây cũng là một vấn đề điều khiển cần được giải quyết với sự trợ giúp của học tăng cường.
Sam Stanwyck, giám đốc sản phẩm nhóm sản phẩm điện toán lượng tử của Nvidia cho biết: “Khi máy tính lượng tử đang mở rộng quy mô và cải tiến, tất cả những vấn đề này đều trở thành nút thắt cổ chai, khiến chúng thực sự đòi hỏi nhiều tính toán. “Sửa lỗi lượng tử thực sự là một vấn đề lớn. Điều này là cần thiết để mở khóa khả năng tính toán lượng tử có khả năng chịu lỗi cũng như cách áp dụng chính xác các xung điều khiển phù hợp để tận dụng tối đa các qubit”
Stanwyck cũng nhấn mạnh rằng trước DGX Quantum không có hệ thống nào có thể cho phép loại độ trễ tối thiểu cần thiết để thực hiện các phép tính này.
Hóa ra, ngay cả một cải tiến nhỏ trong việc hiệu chỉnh cũng có thể dẫn đến những cải tiến lớn trong việc sửa lỗi. Ramon Szmuk, Giám đốc Sản phẩm của Quantum Machines, giải thích: “Lợi tức đầu tư vào hiệu chuẩn trong bối cảnh sửa lỗi lượng tử là theo cấp số nhân. “Nếu bạn hiệu chỉnh tốt hơn 10%, điều đó sẽ mang lại cho bạn lỗi logic (hiệu suất) tốt hơn theo cấp số nhân trong qubit logic bao gồm nhiều qubit vật lý. Vì vậy, có rất nhiều động lực ở đây để hiệu chỉnh thật tốt và nhanh chóng.”
Cần nhấn mạnh rằng đây chỉ là bước khởi đầu của quá trình tối ưu hóa và cộng tác này. Những gì nhóm thực sự đã làm ở đây chỉ đơn giản là sử dụng một số thuật toán có sẵn và xem thuật toán nào hoạt động tốt nhất (TD3trong trường hợp này). Nói chung, mã thực tế để chạy thử nghiệm chỉ dài khoảng 150 dòng. Tất nhiên, điều này phụ thuộc vào tất cả công việc mà hai nhóm đã thực hiện để tích hợp các hệ thống khác nhau và xây dựng kho phần mềm. Tuy nhiên, đối với các nhà phát triển, tất cả sự phức tạp đó có thể bị ẩn đi và hai công ty hy vọng sẽ ngày càng tạo ra nhiều thư viện nguồn mở hơn theo thời gian để tận dụng nền tảng lớn hơn này.
Szmuk nhấn mạnh rằng đối với dự án này, nhóm nghiên cứu chỉ làm việc với một mạch lượng tử rất cơ bản nhưng nó cũng có thể được khái quát hóa thành các mạch sâu. Nếu bạn có thể làm điều này với một cổng và một qubit, bạn cũng có thể làm điều đó với một trăm qubit và 1.000 cổng,” ông nói.
Stanwyck nói thêm: “Tôi muốn nói rằng kết quả cá nhân là một bước nhỏ, nhưng đó là một bước nhỏ để giải quyết những vấn đề quan trọng nhất”. “Điện toán lượng tử hữu ích sẽ đòi hỏi sự tích hợp chặt chẽ của siêu máy tính tăng tốc – và đó có thể là thách thức kỹ thuật khó khăn nhất. Vì vậy, có thể thực hiện điều này thực sự trên máy tính lượng tử và điều chỉnh xung theo cách không chỉ được tối ưu hóa cho máy tính lượng tử nhỏ mà còn là nền tảng mô-đun có thể mở rộng, chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi thực sự đang trên đường giải quyết một số vấn đề. trong những vấn đề quan trọng nhất trong điện toán lượng tử với điều này.”
Stanwyck cũng cho biết hai công ty có kế hoạch tiếp tục hợp tác này và đưa những công cụ này đến tay nhiều nhà nghiên cứu hơn. Với việc chip Blackwell của Nvidia sẽ ra mắt vào năm tới, họ cũng sẽ có một nền tảng điện toán thậm chí còn mạnh mẽ hơn cho dự án này.
