E.ON وQoro وNQCC تقسّم مسألة شبكة كهرباء من 1,710 كيوبتات على معالجات IBM Heron

أظهرت شركة الطاقة E.ON والشركة البريطانية الناشئة في البرمجيات Qoro Quantum والمركز الوطني البريطاني للحوسبة الكمومية (NQCC) كيف يمكن تقسيم مسألة تحسين تتطلب 1,710 كيوبتات إلى أجزاء صغيرة بما يكفي لمعالجات IBM الحالية وتشغيلها بالتوازي. ويرد العمل في ورقة أولية بعنوان Scaling Quantum Optimization to the Thousand-Qubit Scale with Distributed Quantum Sampling، ومن مؤلفيها الشريكان المؤسسان لـQoro ‏Dan Holme وStephen DiAdamo.

ما الذي أُعلن

تناول الفريق مسألة تحليل Birkhoff الأدنى، التي تهدف إلى التعبير عن الطلب في شبكة كمجموع موزون متناثر من التوافقات، أي مجموعات من الحواف لا تشترك في أي عقدة. وتذكر الورقة جدولة الشبكات وتداول الطاقة كتطبيقات. وكانت حالة الاختبار PEGASE-1354، وهو معيار يمثل شبكة نقل بـ1,354 عقدة و1,710 خطوط؛ وفي الترميز المباشر يصبح كل خط كيوبتًا واحدًا.

ووفقًا لـQuantum Computing Report، نُفذ المشروع ضمن برنامج SparQ التابع لـNQCC، الذي يدعم إثباتات المفهوم للتطبيقات الكمومية، بإشراف تقني من STFC Hartree Centre.

اشترك في النشرة البريدية من DesignQuantum

أخبار وشروحات مجانية عن الحوسبة الكمومية، مع ربط كل معلومة بمصدرها. اختر يوميًا أو أسبوعيًا أو شهريًا.

Website

البريد الإلكتروني معدل الإرساليوميةأسبوعيةشهرية اللغةEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית اشترك مجانًا

مجانية. يمكنك إلغاء الاشتراك بنقرة واحدة في أي وقت. سياسة الخصوصية

التفاصيل التقنية

يجمع خط المعالجة بين أخذ عينات QAOA بطبقة واحدة ومُحسِّن كلاسيكي من نوع Extended Fully-Corrective Frank-Wolfe. ويقسم التجزيء الطيفي للرسم البياني المسألة إلى مسائل فرعية؛ ويذكر QCR وجود 41 رسمًا فرعيًا لا يتجاوز كل منها 50 كيوبتًا، شُغّلت على معالجات IBM Heron ذات 156 كيوبتًا. وتُدمج العينات من الأجزاء، ثم تزيل خطوة إصلاح جشعة كلاسيكية الحواف المتعارضة لضمان أن يكون كل مرشح توافقًا صالحًا.

ووفقًا للورقة، خفّض «التعبئة المكانية للدارات»، أي تشغيل عدة دارات مستقلة جنبًا إلى جنب على شريحة واحدة، زمن التنفيذ على العتاد بنحو ثلاثة أضعاف. ويذكر QCR أن أربع دارات مستقلة مجموعها 144 كيوبتًا وُضعت على جهاز واحد بـ156 كيوبتًا. وعلى المعيار، حققت عينات QAOA المُصلحة خطأ تحليل متبقيًا أقل من التلدين المحاكى وأخذ العينات العشوائي المنتظم، بحسب المؤلفين.

وتحقق المؤلفون أيضًا مما إذا كانت الخطوة الكمومية تؤدي عملًا فعليًا. فقد أدى تصغير الأجزاء إلى 20 كيوبتًا إلى تدهور التقارب، وفي محاكاة حالات حاصل ضرب المصفوفات، التي أُجريت بحسب QCR بمحرك Maestro من Qoro، خفّض بتر الارتباطات الكمومية جودة المرشحين. ويرون أن ذلك يدعم الإبقاء على مهمة أخذ عينات كمومية جوهرية في كل جزء مع نمو المسائل.

لماذا يهم

كثير من مسائل التحسين على مستوى شركات المرافق أكبر بكثير من أي معالج كمومي منفرد. وتقدم الدراسة وصفة ملموسة — التجزئة والتعبئة والإصلاح — لتشغيل مسائل مقيدة بآلاف المتغيرات على العتاد الحالي، إضافة إلى معيار مبني على نموذج حقيقي لشبكة أوروبية.

ما الذي يجب مراقبته

التفوق على التلدين المحاكى باستخدام خطوة الإصلاح نفسها لا يعني التفوق على أفضل الحلّالات الكلاسيكية، ولا تدّعي الورقة تحقيق تفوق كمومي. ويلاحظ QCR أن ترابط الشبكة فرض توجيهًا كثيفًا للكيوبتات، إذ بلغ العمق ثنائي الكيوبت 169 حتى في أجزاء من 50 كيوبتًا، ما يُبقي ضوضاء العتاد عاملًا مقيّدًا.