IBM|IBM推出127量子比特量子计算机:改变规则 重新定义规模、质量和速度( 三 )


为什么量子位门速度和量子位质量很重要
模拟大型化学分子是我们期望未来量子计算机能够完成的一项任务 。然而,它需要在容错量子计算机上运行数百万个量子位 。这种规模和能力的量子计算机还需要很多年才能实现 。

IBM|IBM推出127量子比特量子计算机:改变规则 重新定义规模、质量和速度
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图源:IBM
目前,量子计算机的能力限制了对小分子的模拟 。在上图的情况下,IBM 计算了双原子氢化锂 (LiH) 分子的结合能,模拟完全在云上完成,同时,使用错误缓解来减少错误 。它还使用了Qiskit Runtime,其提供了显著的速度优势 。
计算需要运行48亿个量子电路,在经典计算机和量子计算机之间来回传递 。这个问题被定义为一个量子电路,由量子计算机评估,然后由经典计算机更新以找到最优值,最后发送回量子计算机进行另一次运行 。重复该过程直到找到解决方案 。
除了算法的改进之外,硬件速度和质量在减少迭代次数方面也起到了至关重要的作用 。改进的处理器性能使每次算法迭代所需的重复电路运行次数减少了10倍 。
质量和速度的改进带来了更好的读出和更快的量子位重置性能,将每批电路的执行时间从1000 微秒减少到了70 微秒 。
最重要的是,在这个例子中,速度在量子计算中的重要性变得显而易见 。需要运行48亿个量子电路意味着高电路重复率至关重要 。
在本实验中,只要考虑其中一个因素就可以表明为什么量子速度是至关重要的 。由于重置量子位寄存器只需几微秒,实验能够在几个小时内完成;而另一方面,如果它需要几毫秒的时间,则需要将近一年的时间才能获得结果 。很少有研究人员会开始一项在一年后才会得出结果的实验 。
最后
在最近的一次分析师会议上,IBM院士兼量子计算副总裁Jay Gambetta表示,“我们预计,通过Eagle,我们的用户将能够探索未知的计算领域,并在通往实用量子计算的道路上经历一个关键的里程碑 。”
Gambetta进一步解释称,IBM 希望开始关注量子位所能做的有用工作,并开始讨论性能 。
就我个人而言,我很期待看到研究人员使用IBM新的127量子位处理器撰写的论文 。已经有超过700篇论文是使用IBM Quantum系统的早期版本编写的 。
【IBM|IBM推出127量子比特量子计算机:改变规则 重新定义规模、质量和速度】除此之外,IBM行动迅速 。根据其路线图上的日期,距离433量子比特处理器的上线只有一年时间 。然后,在那之后的12个月后,1121量子比特处理器“Condor”上线时,我们将迎来真正的享受 。

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