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IBM质疑谷歌“量子霸权”

2019-11-21 22:59:12

  量子计算机已开始接近经典模拟的极限,重要的是,我们继续对进展进行基准测试,并探究它们的模拟难度。这是一个有趣的科学问题。

  量子计算的最新进展产生了两个53量子比特的处理器:一个是来自我们IBM集团的处理器,另一个是谷歌泄露的论文预印本中描述的设备。

  在预印本中,有人称他们的设备达到了“量子霸权”、“一台最先进的超级计算机将需要大约10000年的时间来执行相同的任务”。

手机购彩软件  我们认为,2.5天之内在经典(超算)系统上就能进行和(和谷歌量子计算机)同一任务的理想仿真,且保真度更高。实际上,这是一个保守的、最坏的情况下的估计,而且我们期望通过进一步的改进,能进一步降低模拟的成本。

手机购彩软件  因为John Preskill在2012年提出的“量子霸权”一词的原始含义,是描述量子计算机可以完成传统计算机无法做到的事情,所以这个门槛还没有达到。

手机购彩软件  这种“量子霸权”的特殊概念是基于执行一个随机量子电路,该电路的大小无法用任何可用的经典计算机进行仿真。

  具体而言,谷歌的预印本展示了一个53量子比特的量子处理器的计算实验,该处理器实现了一个深度为20的超大型二量子比特(2-qubit)的量子电路,具有430个二量子比特和1113个单量子比特门,预计总保真度为0.2% 。

手机购彩软件  他们对10000年的经典模拟估计是基于以下观察结果:在Schrödinger型的模拟中存储完整状态向量的RAM内存需求是禁止的,因此需要借助Schrödinger-Feynman模拟来权衡空间与时间。

手机购彩软件  “量子霸权”的概念展示了量子计算机独有的资源,比如直接达到纠缠和叠加。但是,经典计算机拥有自己的资源,如硬件中的存储层次结构和高精度计算、各种软件资产以及广泛的算法知识库,在将量子(计算机)与经典(超级计算机)进行比较时,利用所有这些功能非常重要。

  当与经典计算机进行比较时,他们依赖于先进的仿真,该仿真利用了并行性、快速且无错误的计算以及庞大的聚合RAM,但未能充分考虑大量的磁盘存储。

  相反,我们的Schrödinger式经典仿真方法同时使用RAM和硬盘空间,来存储和操纵状态向量。我们的仿真方法采用的性能增强技术包括电路划分、张量缩并递延、门聚合和批处理、聚合通信的精心协调以及众所周知的优化方法(例如缓存块和双缓冲),以使通信遍历交叠于混合节点的CPU和GPU组件之间进行计算。进一步的细节可以在《Leveraging Secondary Storage to Simulate Deep 54-qubit Sycamore Circuits》论文中发现。

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编辑:陈可

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