E.ON, ‏Qoro ו-NQCC מפצלות בעיית רשת חשמל של 1,710 קיוביטים על פני מעבדי IBM Heron

חברת האנרגיה E.ON, חברת התוכנה הבריטית הצעירה Qoro Quantum והמרכז הלאומי הבריטי למחשוב קוונטי (NQCC) הראו כיצד אפשר לפצל בעיית אופטימיזציה שדורשת 1,710 קיוביטים לחלקים קטנים מספיק עבור מעבדי IBM של היום ולהריץ אותם במקביל. העבודה מתוארת בטרום-פרסום בשם Scaling Quantum Optimization to the Thousand-Qubit Scale with Distributed Quantum Sampling, שבין מחבריו מייסדי Qoro ‏Dan Holme ו-Stephen DiAdamo.

מה הוכרז

הצוות עסק בבעיית פירוק Birkhoff המינימלי, שמטרתה לבטא את הביקוש ברשת כסכום ממושקל ודליל של זיווגים, כלומר קבוצות של קשתות שאין להן צומת משותף. המאמר מציין תזמון רשתות ומסחר באנרגיה כיישומים. מקרה הבדיקה היה PEGASE-1354, מבחן ייחוס שמייצג רשת הולכה עם 1,354 צמתים ו-1,710 קווים; בקידוד ישיר כל קו הופך לקיוביט.

לפי Quantum Computing Report, הפרויקט בוצע במסגרת תוכנית SparQ של NQCC, שתומכת בהוכחות היתכנות ליישומים קוונטיים, בפיקוח טכני של STFC Hartree Centre.

הירשמו לניוזלטר של DesignQuantum

חדשות ומאמרי הסבר בחינם על מחשוב קוונטי, עם קישור למקור לכל טענה. בחרו יומי, שבועי או חודשי.

Website

כתובת אימייל תדירותיומישבועיחודשי שפהEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית הרשמה בחינם

בחינם. אפשר לבטל את המינוי בלחיצה אחת בכל עת. מדיניות פרטיות

הפרטים הטכניים

הצינור משלב דגימת QAOA בשכבה אחת עם אופטימייזר קלאסי מסוג Extended Fully-Corrective Frank-Wolfe. חלוקה ספקטרלית של הגרף מפצלת את הבעיה לתת-בעיות; QCR מדווח על 41 תת-גרפים של עד 50 קיוביטים כל אחד, שהורצו על מעבדי IBM Heron בני 156 קיוביטים. הדגימות מהחלקים ממוזגות, ושלב תיקון חמדני קלאסי מסיר קשתות מתנגשות כדי שכל מועמד יהיה זיווג תקף.

לפי המאמר, "אריזה מרחבית של מעגלים", כלומר הרצת כמה מעגלים בלתי תלויים זה לצד זה על שבב אחד, קיצרה את זמן הריצה על החומרה בערך פי שלושה. QCR מדווח שארבעה מעגלים בלתי תלויים בסך 144 קיוביטים הוצבו על מכשיר אחד בן 156 קיוביטים. במבחן הייחוס, דגימות ה-QAOA המתוקנות השיגו שגיאת פירוק שיורית נמוכה יותר מחישול מדומה ומדגימה אקראית אחידה, לדברי המחברים.

המחברים גם בדקו אם השלב הקוונטי עושה עבודה ממשית. הקטנת החלוקות ל-20 קיוביטים פגעה בהתכנסות, ובסימולציות של מצבי מכפלת מטריצות, שלפי QCR בוצעו עם מנוע Maestro של Qoro, קיטוע הקורלציות הקוונטיות הוריד את איכות המועמדים. לדבריהם, הדבר תומך בשמירה על משימת דגימה קוונטית משמעותית בכל חלוקה ככל שהבעיות גדלות.

למה זה חשוב

בעיות אופטימיזציה רבות בקנה מידה של חברות תשתית גדולות בהרבה מכל מעבד קוונטי בודד. המחקר מציע מתכון קונקרטי — לחלק, לארוז, לתקן — להרצת בעיות עם אילוצים ואלפי משתנים על חומרה קיימת, יחד עם מבחן ייחוס המבוסס על מודל אמיתי של רשת אירופית.

על מה לעקוב

לגבור על חישול מדומה עם אותו שלב תיקון אינו זהה לגבור על הפותרים הקלאסיים הטובים ביותר, והמאמר אינו טוען ליתרון קוונטי. QCR מציין שקישוריות הרשת חייבה ניתוב צפוף של קיוביטים, עם עומק דו-קיוביטי של 169 אפילו בחלקים של 50 קיוביטים, כך שרעש החומרה נותר גורם מגביל.