E.ON, Qoro และ NQCC แบ่งปัญหาโครงข่ายไฟฟ้า 1,710 คิวบิตไปรันบนโปรเซสเซอร์ IBM Heron

บริษัทพลังงาน E.ON สตาร์ทอัปซอฟต์แวร์สัญชาติอังกฤษ Qoro Quantum และศูนย์คอมพิวเตอร์ควอนตัมแห่งชาติของสหราชอาณาจักร (NQCC) ได้แสดงวิธีแบ่งปัญหาการหาค่าเหมาะที่สุดที่ต้องใช้ 1,710 คิวบิตออกเป็นชิ้นที่เล็กพอสำหรับโปรเซสเซอร์ IBM ในปัจจุบันและรันแบบขนาน งานนี้อธิบายไว้ในพรีปรินต์ชื่อ Scaling Quantum Optimization to the Thousand-Qubit Scale with Distributed Quantum Sampling ซึ่งมีผู้ร่วมก่อตั้ง Qoro คือ Dan Holme และ Stephen DiAdamo อยู่ในรายชื่อผู้เขียน

สิ่งที่ประกาศ

ทีมจัดการกับปัญหาการแยก Birkhoff ขั้นต่ำ ซึ่งมีเป้าหมายแสดงความต้องการบนโครงข่ายเป็นผลรวมถ่วงน้ำหนักแบบเบาบางของการจับคู่ คือกลุ่มของเส้นเชื่อมที่ไม่มีโหนดร่วมกัน บทความยกตัวอย่างการจัดตารางโครงข่ายและการซื้อขายพลังงานเป็นการใช้งาน กรณีทดสอบคือ PEGASE-1354 เกณฑ์มาตรฐานที่แทนโครงข่ายส่งไฟฟ้าที่มี 1,354 โหนดและ 1,710 สาย ในการเข้ารหัสโดยตรง แต่ละสายจะกลายเป็นหนึ่งคิวบิต

ตามรายงานของ Quantum Computing Report โครงการนี้ดำเนินการภายใต้โครงการ SparQ ของ NQCC ซึ่งสนับสนุนการพิสูจน์แนวคิดของการใช้งานควอนตัม โดยมี STFC Hartree Centre กำกับดูแลด้านเทคนิค

รับจดหมายข่าว DesignQuantum

ข่าวและบทความอธิบายด้านควอนตัมคอมพิวติงฟรี ทุกข้อความอ้างอิงมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา เลือกรับรายวัน รายสัปดาห์ หรือรายเดือน

Website

อีเมล ความถี่รายวันรายสัปดาห์รายเดือน ภาษาEnglishEspañol简体中文हिन्दीالعربيةPortuguês (Brasil)FrançaisDeutsch日本語Русский한국어Bahasa IndonesiaTürkçeItalianoTiếng ViệtPolskiNederlandsไทยفارسیУкраїнськаবাংলাاردوKiswahiliBahasa Melayuעברית สมัครรับฟรี

ฟรี ยกเลิกการรับได้ทุกเมื่อด้วยคลิกเดียว นโยบายความเป็นส่วนตัว

รายละเอียดทางเทคนิค

ไปป์ไลน์นี้รวมการสุ่มตัวอย่าง QAOA ชั้นเดียวเข้ากับตัวหาค่าเหมาะที่สุดแบบคลาสสิก Extended Fully-Corrective Frank-Wolfe การแบ่งกราฟเชิงสเปกตรัมแยกปัญหาเป็นปัญหาย่อย QCR รายงานว่ามีกราฟย่อย 41 ชุด แต่ละชุดไม่เกิน 50 คิวบิต ซึ่งรันบนโปรเซสเซอร์ IBM Heron ขนาด 156 คิวบิต ตัวอย่างจากแต่ละชิ้นถูกรวมเข้าด้วยกัน และขั้นตอนซ่อมแซมแบบละโมบแบบคลาสสิกจะลบเส้นเชื่อมที่ขัดกันออก เพื่อให้ผู้สมัครทุกตัวเป็นการจับคู่ที่ถูกต้อง

ตามบทความ "การจัดวางวงจรเชิงพื้นที่" คือการรันวงจรอิสระหลายวงจรเคียงข้างกันบนชิปเดียว ช่วยลดเวลาการทำงานบนฮาร์ดแวร์ลงประมาณสามเท่า QCR รายงานว่าวงจรอิสระสี่วงจรรวม 144 คิวบิตถูกวางบนอุปกรณ์ 156 คิวบิตเครื่องเดียว บนเกณฑ์มาตรฐาน ตัวอย่าง QAOA ที่ซ่อมแซมแล้วให้ค่าความคลาดเคลื่อนการแยกที่เหลือต่ำกว่าการอบอ่อนจำลองและการสุ่มแบบสม่ำเสมอ ตามที่ผู้เขียนระบุ

ผู้เขียนยังตรวจสอบว่าขั้นตอนควอนตัมทำงานจริงหรือไม่ การลดขนาดชิ้นลงเหลือ 20 คิวบิตทำให้การลู่เข้าแย่ลง และในการจำลองสถานะผลคูณเมทริกซ์ ซึ่ง QCR ระบุว่าทำด้วยเอนจิน Maestro ของ Qoro การตัดสหสัมพันธ์ควอนตัมทำให้คุณภาพของผู้สมัครลดลง พวกเขาให้เหตุผลว่าสิ่งนี้สนับสนุนการคงงานสุ่มตัวอย่างควอนตัมที่มีนัยสำคัญไว้ในแต่ละชิ้นเมื่อปัญหาใหญ่ขึ้น

เหตุใดจึงสำคัญ

ปัญหาการหาค่าเหมาะที่สุดจำนวนมากในระดับบริษัทสาธารณูปโภคใหญ่กว่าโปรเซสเซอร์ควอนตัมเครื่องใดเครื่องหนึ่งมาก งานวิจัยนี้เสนอสูตรที่เป็นรูปธรรม คือ แบ่ง จัดวาง ซ่อมแซม สำหรับรันปัญหาที่มีข้อจำกัดและตัวแปรนับพันบนฮาร์ดแวร์ปัจจุบัน พร้อมเกณฑ์มาตรฐานที่สร้างจากแบบจำลองจริงของโครงข่ายยุโรป

สิ่งที่ต้องติดตาม

การชนะการอบอ่อนจำลองด้วยขั้นตอนซ่อมแซมเดียวกันไม่เท่ากับการชนะตัวแก้ปัญหาแบบคลาสสิกที่ดีที่สุด และบทความไม่ได้อ้างความได้เปรียบเชิงควอนตัม QCR ชี้ว่าการเชื่อมต่อของโครงข่ายบังคับให้ต้องกำหนดเส้นทางคิวบิตอย่างหนาแน่น โดยมีความลึกสองคิวบิตถึง 169 แม้ในชิ้นขนาด 50 คิวบิต สัญญาณรบกวนของฮาร์ดแวร์จึงยังเป็นปัจจัยจำกัด