นักวิจัยพัฒนา phương phápวัดประสิทธิภาพคอมพิวเตอร์ควอนตัม

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอเตอร์ลู ได้พัฒนา phương phápวัดประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งอาจช่วยสร้างมาตรฐานสากลสำหรับเครื่องจักรเหล่านี้

phương phápใหม่นี้เรียกว่า การทดสอบแบบวงจร และนักวิจัยใช้เพื่อประเมินศักยภาพในการขยายขนาด การทดสอบแบบวงจรยังใช้เพื่อเปรียบเทียบแพลตฟอร์มควอนตัมต่างๆ กัน

โจเอล วัลแมน เป็นรองศาสตราจารย์ที่คณะคณิตศาสตร์และสถาบันควอนตัมคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัยวอเตอร์ลู

“การค้นพบครั้งนี้อาจช่วยสร้างมาตรฐานสำหรับประสิทธิภาพและเสริมสร้างความพยายามในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ใช้งานได้จริง” วัลแมนกล่าว “วิธีการที่สม่ำเสมอในการอธิบายและแก้ไขข้อผิดพลาดในระบบควอนตัมให้มาตรฐานสำหรับวิธีการประเมินโปรเซสเซอร์ควอนตัม ซึ่งช่วยให้สามารถเปรียบเทียบความก้าวหน้าในแพลตฟอร์มต่างๆ ได้อย่างยุติธรรม”

การทดสอบแบบวงจรช่วยให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถเปรียบเทียบแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่แข่งขันกันและเพิ่มความสามารถของแต่ละแพลตฟอร์มในการค้นหาวิธีแก้ปัญหา

ในขณะนี้ การแข่งขันคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังเกิดขึ้นทั่วโลก จำนวนแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ควอนตัมบนคลาวด์และการ предложที่เพิ่มขึ้น และบริษัทใหญ่ๆ เช่น ไมโครซอฟท์, ไอบีเอ็ม และกูเกิลกำลังพัฒนเทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง

วิธีการทดสอบแบบวงจรทำงานโดยการกำหนดความน่าจะเป็นของข้อผิดพลาดทั้งหมดภายใต้แอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์ควอนตัมใดๆ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแอปพลิเคชันถูกนำไปใช้โดยใช้การคอมไพล์แบบสุ่ม การทดสอบแบบวงจรให้ผลลัพธ์เป็นครั้งแรกในการวัดและเปรียบเทียบความสามารถของโปรเซสเซอร์ควอนตัมข้ามแพลตฟอร์มต่างๆ และมีการปรับแต่งตามแอปพลิเคชันที่ผู้ใช้งาน

โจเซฟ เอ็มเมอร์สัน เป็นสมาชิกคณะของสถาบันควอนตัมคอมพิวเตอร์

“ด้วยความสำเร็จล่าสุดของกูเกิลในการบรรลุความเหนือกว่าควอนตัม เรากำลังเข้าสู่ยุค ‘การค้นพบควอนตัม’ แล้ว” เอ็มเมอร์สันกล่าว “ซึ่งหมายความว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีข้อผิดพลาดจะให้ผลลัพธ์แก้ปัญหาเชิงคำนวณที่น่าสนใจ แต่คุณภาพของผลลัพธ์เหล่านั้นไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง

“เรารู้สึกตื่นเต้นเพราะการทดสอบแบบวงจรให้คำตอบที่จำเป็นสำหรับการปรับปรุงและยืนยันผลลัพธ์คอมพิวเตอร์ควอนตัมในยุคการค้นพบควอนตัมใหม่นี้”

เอ็มเมอร์สันและวัลแมนเป็นผู้ร่วมก่อตั้ง Quantum Benchmark Inc. ซึ่งเป็นบริษัทสปินออฟจากสถาบันควอนตัมคอมพิวเตอร์ และได้ให้ใบอนุญาตเทคโนโลยีนี้แก่บริษัทชั้นนำในด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัม รวมถึงความพยายาม Quantum AI ของกูเกิล

กลศาสตร์ควอนตัมทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมกลายเป็นเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการคำนวณ คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาเชิงคำนวณที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าคอมพิวเตอร์แบบดิจิทัลหรือแบบเดิม

คิวบิตเป็นหน่วยประมวลผลพื้นฐานในคอมพิวเตอร์ควอนตัม แต่มีความอ่อนไหวสูงมาก อะไรๆ ที่ไม่สมบูรณ์หรือแหล่งกำเนิดของเสียงในระบบสามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่แน่นอนภายใต้การคำนวณควอนตัม

ขั้นตอนแรกในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมต่อไปคือการควบคุมคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดเล็กที่มีคิวบิตหนึ่งหรือสองคิวบิต คอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่กว่าสามารถทำงานที่ซับซ้อนกว่านั้น เช่น การเรียนรู้ของเครื่องหรือการจำลองระบบที่ซับซ้อน ซึ่งอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าเช่น การค้นพบยาที่มีประสิทธิภาพใหม่ๆ แต่การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่กว่านั้นเป็นเรื่องที่ท้าทาย และความเป็นไปได้ของข้อผิดพลาดจะเพิ่มขึ้นเมื่อคิวบิตถูกเพิ่มและระบบควอนตัมขยายขนาด

การสร้างโปรไฟล์ของเสียงและข้อผิดพลาดเกิดขึ้นเมื่อระบบควอนตัมถูกอธิบาย ซึ่งบ่งชี้ว่าโปรเซสเซอร์ทำงานตามคำขอหรือไม่ ข้อผิดพลาดที่สำคัญทั้งหมดต้องถูกอธิบายเพื่อทำความเข้าใจประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ควอนตัมหรือเพื่อขยายขนาด

วัลแมน เอ็มเมอร์สัน และกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอินส์บรุคได้พัฒนา phương phápในการประเมินอัตราข้อผิดพลาดที่ส่งผลต่อคอมพิวเตอร์ควอนตัม เทคนิคใหม่นี้ถูกนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบจับไอออน tại มหาวิทยาลัยอินส์บรุค และพบว่าอัตราข้อผิดพลาดไม่เพิ่มขึ้นเมื่อขนาดของคอมพิวเตอร์ควอนตัมขยายขนาด

“การทดสอบแบบวงจรเป็นวิธีแรกที่เชื่อถือได้ในการตรวจสอบว่าคุณกำลังอยู่ในแนวทางที่ถูกต้องหรือไม่สำหรับการขยายขนาดการออกแบบคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยรวม” วัลแมนกล่าว “ผลลัพธ์เหล่านี้มีความสำคัญเพราะให้วิธีการที่ครอบคลุมในการอธิบายข้อผิดพลาดทั่วทั้งแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ควอนตัม”