يتمتع جهاز IQM Deneb ذو 6 بتات بعملية أضمن أنك لم ترها من قبل على جهاز كمبيوتر كمي. إنه يسمى MOVE، وأنا أحبه.

إلهام

جاء الإلهام لشركة IQM Deneb من الرغبة في "محاكاة بكفاءة ديناميات أنظمة الرنين المغناطيسي النووي النانوية". اقترح الفريق المعادل الكمي لشريحة متكاملة خاصة بالتطبيقات (ASIC) للقيام بذلك، والتي أطلقوا عليها اسم “الكمبيوتر الكمي ذي التصميم المشترك”. بمعنى آخر، تم تصميم IQM Deneb خصيصًا لحل المشكلات المتعلقة بالرنين المغناطيسي النووي. هذه المشاكل لها تطبيقات في العالم الحقيقي في علم الأحياء، والكيمياء، وعلوم المواد، والطب. وإذا قرأت المقال، فستجد أيضًا علاقة مثيرة للاهتمام مع الاستشعار الكمي للحالة الصلبة، وذلك باستخدام مراكز شواغر النيتروجين (NVC) في الماس لتحقيق دقة نانوية للكشف عن السبينات النووية والتحكم فيها.

على الرغم من الغرض الخاص الذي تم تصميم IQM Deneb من أجله في الأصل، إلا أنه لا يزال حاسوبًا كميًا فائق التوصيل عالميًا. ولكن إذا كان بإمكانك تخيل حاسوب كمي فائق التوصيل مع اتصال شامل، مثل استخدام جهاز محاكاة الكمبيوتر الكمي، فهذا هو IQM Deneb. نوعا ما.

أصلي مقابل غير أصلي

لا يمتلك IQM Deneb اتصالاً حقيقيًا شاملاً، ولكنه يحتوي على كيوبتاته مرتبة حول مرنان مركزي. تقوم بنقل الكيوبت إلى المرنان المركزي، حيث يمكن تطبيق بوابات CZ على أي من الكيوبتات الأخرى أو جميعها. بعد ذلك، تقوم بتحريك الكيوبت مرة أخرى لإجراء عمليات البت الكمي الفردي، وكذلك لنقل الكيوبتات الأخرى، واحدة تلو الأخرى، إلى المرنان المركزي.

على الرغم من أن الإجراء المنطقي مختلف، إلا أن الحركة لها فيزياء مماثلة لعملية iSWAP. تختلف MOVEs وiSWAPs عن SWAPs من حيث أنها أصلية، في حين أن بوابات SWAP ليست أصلية وتتطلب ثلاث عمليات CNOT صاخبة للتنفيذ. يسمح المرنان المركزي فقط بعمليات MOVE وCZ، في حين تسمح البتات الكمومية فقط بعمليات MOVE وعمليات البت الكمي الواحد. وبالتالي، تعتمد جميع اتصالات الكيوبت على الرنان المركزي.

يميز IQM حركتين على أنهما مكافئتان لـ SWAP واحد، لكن هذا التوصيف يختصر الحركة. اعتمادًا على اتصال الكمبيوتر الكمي فائق التوصيل، قد تتطلب عملية SWAP واحدة على دائرتك الكمومية في الواقع العديد من عمليات SWAP على أجهزة حقيقية. ولكن عندما تقوم بنقل الكيوبت إلى الرنان المركزي، فإنه يتمتع باتصال شامل ولا يتطلب أي شيء إضافي. زوج MOVE واحد يكفي.

التدرجية

حجم الرنان المركزي يجبر الكيوبتات على التباعد أكثر من المعتاد، وهو ما له فائدة في تقليل التداخل فيما بينها. تقدر شركة IQM أنهم يجب أن يكونوا قادرين على توسيع نطاق المعالج بنسبة 1:20 من الرنانات المركزية إلى الكيوبتات. وكما هو الحال مع الكيوبت فائق التوصيل الذي يتم توصيله عادةً بأكثر من كيوبت آخر، فمن المحتمل أيضًا أن يكون الكيوبت متصلاً بأكثر من مرنان مركزي واحد، مما يسمح بالاتصال بأكثر من 20 كيوبت.

النقل

مع إخلاء المسؤولية بأن جهاز الإرسال لم يتم تحسينه بعد، فإنه مع ذلك يجد كفاءات مثيرة للاهتمام بالفعل. مثل أجهزة الإرسال الأخرى، فإنه يقوم بتحريك العمليات ذات الكيوبت الواحد إلى أقصى اليسار قدر الإمكان. ولكن الأمر المثير للاهتمام هو عدد بوابات تشيكوسلوفاكيا التي يمكن العثور عليها لتطبيقها عندما يكون الكيوبت في الرنان المركزي. حتى لو لم يكن من الممكن تقليل عدد بوابات تشيكوسلوفاكيا، فإنها تسعى إلى تقليل عدد المرات التي يجب أن تتحرك فيها الكيوبتات. يمكنه أيضًا تحديد العمليات غير الضرورية في نهايات الدوائر وإزالتها.

نتائج IQM دينب

لقد تمكنت من تجربة خمس خوارزميات أثناء تجربتي. كانت نتائج حالة جيجا هرتز ذات ستة كيوبت صحيحة وتتوافق مع مستوى الضوضاء الذي تتوقعه من كمبيوتر كمي فائق التوصيل قبل تطبيق تخفيف خطأ القياس. تم تقريب مثال QAOA الخاص بهم في حوالي دقيقتين فقط، وهو أسرع ما رأيته على الإطلاق باستخدام أجهزة حقيقية. كانت اختبارات SWAP صحيحة ولكنها صاخبة، وهو أمر متوقع مع أعماق الدائرة المرتبطة باختبارات SWAP. 

وبسبب سرعة هذه التجارب، بدأت بعد ذلك في الارتجال. تم تنفيذ تحويل فورييه الكمومي (QFT) بستة كيوبت، لذلك قمت بعد ذلك بتشغيل دائرة تقدير الطور الكمي (QPE) ذات ستة كيوبت. تم تنفيذها أيضًا. نظرًا لعمق الدائرة، لم يكن المقصود منها أن تكون اختبارات نوعية، بل اختبارات لحدود دينب. مرة أخرى، على الرغم من الغرض الخاص الذي تم تصميمه من أجله في الأصل، فإنه لا يزال حاسوبًا كميًا عالميًا يتمتع بقدرات كاملة.

الخلاصة: إلى دينب أم لا دينب

مع وصول مخصص - كما هو موضح في "الرنين مع رنين IQM"- IQM Deneb سريع. أثناء تجربتي، أكملت 121 مهمة، والتي تضمنت نسختين من مثال QAOA الخاص بهم. كنت أشاهد مراقبة العمل أثناء تشغيل QAOA، وكل بضع ثوانٍ، يتم وضع التكرار التالي في قائمة الانتظار. وبالتالي، كما ذكرنا سابقًا، تم حل مسألتين من مسائل Max-Cut في حوالي دقيقتين لكل منهما على الرغم من الحاجة إلى 2 و2 تكرارًا، على التوالي.

لكن النجم الحقيقي للعرض – والطوبولوجيا، عفوًا عن التورية – هو عامل التشغيل MOVE. على الرغم من أن جهاز الإرسال يقوم بذلك بشكل أفضل، إلا أن تصميم الدائرة اليدوية مفيد. بمجرد قيامك بنقل الكيوبت إلى المرنان المركزي، فإنه فجأة يصبح لديه اتصال مع جميع الكيوبتات الأخرى. معظم الاتصال الذي ستجده على أي كمبيوتر كمي فائق التوصيل هو 1:4، ولكن قد تجد الاتصال ضعيفًا مثل 1:1. في المستقبل القريب، من المحتمل أن توفر شركة IQM اتصالاً بنسبة 1:19، وهو ما سيكون أمرًا مثيرًا للاهتمام حقًا اللعب به.

بريان ن. سيجيلواكس هو مصمم مستقل لخوارزمية الكم وكاتب مستقل لـ داخل تقنية الكم. وهو معروف بمساهماته في مجال الحوسبة الكمومية، وخاصة في تصميم خوارزميات الكم. لقد قام بتقييم العديد من أطر ومنصات وأدوات الحوسبة الكمومية وشارك أفكاره ونتائجه من خلال كتاباته. Siegelwax هو أيضًا مؤلف وقد ألف كتبًا مثل "Dungeons & Qubits" و"Choose Your Own Quantum Adventure". يكتب بانتظام على موقع Medium حول مواضيع مختلفة تتعلق بالحوسبة الكمومية. يتضمن عمله تطبيقات عملية للحوسبة الكمومية، ومراجعات لمنتجات الحوسبة الكمومية، ومناقشات حول مفاهيم الحوسبة الكمومية.

الفئات:
مقالة ضيف, الضوئيات, الاحصاء الكمية, بحث

الوسوم (تاج):
بريان سيجلواكس, IQM, آي كيو إم دينب

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/i-like-to-move-it-move-it-with-iqm-deneb-by-brian-siegelwax/