शोधकर्ताओं ने क्वांटम कंप्यूटरों के प्रदर्शन को मापने के लिए एक विधि विकसित की

वाटरलू विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने क्वांटम कंप्यूटरों के प्रदर्शन को मापने के लिए एक विधि विकसित की है, और यह मशीनों के लिए सार्वभौमिक मानक स्थापित करने में मदद कर सकती है।

यह नई विधि चक्र बेंचमार्किंग कहलाती है, और शोधकर्ता इसका उपयोग स्केलेबिलिटी की संभावना का आकलन करने के लिए करते हैं। यह विधि विभिन्न क्वांटम प्लेटफ़ॉर्मों की तुलना करने के लिए भी उपयोग की जाती है।

जोएल वॉलमैन वाटरलू के गणित संकाय और क्वांटम कंप्यूटिंग संस्थान में एक सहायक प्रोफेसर हैं।

“यह खोज क्वांटम कंप्यूटर के प्रदर्शन और एक बड़े पैमाने पर व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर बनाने के प्रयास को मजबूत करने के लिए मानक स्थापित करने के लिए एक लंबा रास्ता तय कर सकती है,” वॉलमैन ने कहा। “क्वांटम प्रणालियों में त्रुटियों को पात्र और सुधारने के लिए एक सुसंगत विधि क्वांटम प्रोसेसर के मूल्यांकन के लिए मानकीकरण प्रदान करती है, जिससे विभिन्न आर्किटेक्चर में प्रगति की तुलना की जा सकती है।”

चक्र बेंचमार्किंग क्वांटम कंप्यूटिंग उपयोगकर्ताओं को प्रतिस्पर्धी हार्डवेयर प्लेटफ़ॉर्मों की तुलना करने और प्रत्येक प्लेटफ़ॉर्म की क्षमता बढ़ाने में मदद करती है ताकि वे जिस पर काम कर रहे हैं उसके लिए समाधान प्रदान कर सकें।

वर्तमान में, क्वांटम कंप्यूटिंग की दौड़ दुनिया भर में स्पष्ट हो रही है। क्लाउड क्वांटम कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म और ऑफ़र बढ़ रहे हैं, और माइक्रोसॉफ्ट, आईबीएम, और गूगल जैसी बड़ी कंपनियां लगातार नई तकनीक विकसित कर रही हैं।

चक्र बेंचमार्किंग विधि क्वांटम कंप्यूटिंग अनुप्रयोगों के तहत त्रुटि की कुल संभावना को निर्धारित करके काम करती है। यह तब होता है जब अनुप्रयोग रैंडमाइज्ड संकलन के माध्यम से लागू किया जाता है। चक्र बेंचमार्किंग क्वांटम प्रोसेसरों की क्षमताओं को मापने और तुलना करने के लिए पहला क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म साधन प्रदान करती है, और यह उपयोगकर्ता जिस अनुप्रयोग पर काम कर रहे हैं उसके अनुसार अनुकूलित होती है।

जोसफ़ एमर्सन आईक्यूसी में एक संकाय सदस्य हैं।

“गूगल की हालिया क्वांटम श्रेष्ठता की उपलब्धि के कारण, हम अब जिसे मैं ‘क्वांटम खोज युग’ कहता हूं, उसकी शुरुआत में हैं,” एमर्सन ने कहा। “इसका अर्थ है कि त्रुटि-प्रवण क्वांटम कंप्यूटर दिलचस्प गणनात्मक समस्याओं के समाधान प्रदान करेंगे, लेकिन उनके समाधानों की गुणवत्ता अब उच्च-प्रदर्शन वाले कंप्यूटरों द्वारा सत्यापित नहीं की जा सकती है।”

“हम उत्साहित हैं क्योंकि चक्र बेंचमार्किंग इस नए क्वांटम खोज युग में क्वांटम कंप्यूटिंग समाधानों में सुधार और सत्यापन के लिए एक बहुत जरूरी समाधान प्रदान करती है।”

एमर्सन और वॉलमैन ने क्वांटम बेंचमार्क इंक की स्थापना की, जो आईक्यूसी की एक स्पिन-ऑफ है। उन्होंने क्वांटम कंप्यूटिंग क्षेत्र में विश्व की अग्रणी कंपनियों को प्रौद्योगिकी को लाइसेंस दिया, जिसमें गूगल का क्वांटम एआई प्रयास भी शामिल है।

क्वांटम यांत्रिकी ने क्वांटम कंप्यूटरों को अत्यधिक शक्तिशाली गणना मशीनों में बदल दिया। क्वांटम कंप्यूटर पारंपरिक या डिजिटल कंप्यूटरों की तुलना में जटिल समस्याओं को अधिक कुशलता से हल करने में सक्षम हैं।

क्यूबिट्स क्वांटम कंप्यूटर में बुनियादी प्रसंस्करण इकाई हैं, लेकिन वे अत्यधिक नाजुक हैं। प्रणाली में किसी भी प्रकार की खामी या शोर क्वांटम गणना के तहत त्रुटियों का कारण बन सकती है जो गलत समाधान प्रदान करती है।

क्वांटम कंप्यूटिंग के साथ आगे बढ़ने का पहला कदम एक छोटे पैमाने पर क्वांटम कंप्यूटर पर नियंत्रण प्राप्त करना है जिसमें एक या दो क्यूबिट होते हैं। एक बड़ा क्वांटम कंप्यूटर अधिक जटिल कार्यों जैसे मशीन लर्निंग या जटिल प्रणाली सिमुलेशन को करने में सक्षम हो सकता है, जो नए फार्मास्यूटिकल्स की खोज जैसे उन्नति की ओर ले जा सकता है। समस्या यह है कि एक बड़े क्वांटम कंप्यूटर को इंजीनियर करना अधिक चुनौतीपूर्ण है, और क्यूबिट्स जोड़े जाने और क्वांटम प्रणाली के स्केल अप होने के साथ त्रुटि की संभावना अधिक होती है।

जब एक क्वांटम प्रणाली की विशेषता होती है, तो एक शोर और त्रुटि प्रोफ़ाइल उत्पन्न होता है। यह इंगित करता है कि क्या प्रोसेसर उन गणनाओं को कर रहा है जिन्हें यह करने के लिए कहा जा रहा है। सभी महत्वपूर्ण त्रुटियों को पात्र करने की आवश्यकता है ताकि क्वांटम कंप्यूटर के प्रदर्शन को समझा जा सके या इसे स्केल अप किया जा सके।

वॉलमैन, एमर्सन और इन्सब्रुक विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के एक समूह ने क्वांटम कंप्यूटर को प्रभावित करने वाली सभी त्रुटि दरों का आकलन करने के लिए एक विधि विकसित की। इस नई तकनीक को इन्सब्रुक विश्वविद्यालय में आयन ट्रैप क्वांटम कंप्यूटर के लिए लागू किया गया था, और यह पाया गया कि त्रुटि दरें क्वांटम कंप्यूटर के आकार के साथ बढ़ती नहीं हैं।

“चक्र बेंचमार्किंग क्वांटम कंप्यूटर के समग्र डिज़ाइन को स्केल अप करने के लिए सही ट्रैक पर होने की जांच के लिए पहली विधि है,” वॉलमैन ने कहा। “इन परिणामों का महत्व इस तथ्य में है कि वे सभी क्वांटम कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्मों में त्रुटियों को पात्र करने के लिए एक व्यापक तरीका प्रदान करते हैं।”