Logo Zephyrnet

Patrząc na oprogramowanie Superstaq „Plastic Man” firmy Infleqtion — autor: Brian Siegelwax – Inside Quantum Technology

Data:

Brian Siegelwax przygląda się systemowi oprogramowania Superstaq firmy Infleqtion, opisując jego liczne zalety i zastosowania.

By Briana Siegelwaxa opublikowano 29 marca 2024 r

fleksja zorganizował 21 marca 2024 r. seminarium internetowe zatytułowane „Ekstremalna optymalizacja obliczeń kwantowych za pomocą Superstaq”. Ich celem było pokazanie, jak to mówią, „Superstaq w praktyce”. Jeśli przegapiłeś seminarium internetowe, najważniejszy wniosek jest taki, że gdyby Superstaq był superbohaterem z komiksu, byłby to Plastic Man z Ligi Sprawiedliwości. 

Jeśli nie wiesz, kim jest Plastic Man, nie martw się. Wszystko, co musisz wiedzieć, to to, że poniższe podtytuły to przymiotniki, które go opisują.

Elastyczna

Superstaq rozciąga w górę i w dół stos oprogramowania kwantowego, w tym sprzęt, systemy sterowania, kompilatory, algorytmy, łagodzenie błędów pomiarowych i aplikacji. Kiedy Infleqtion używa terminu „ekstremalna optymalizacja”, ma na myśli głęboką optymalizację w tych warstwach. 

Ale to nie wszystko. Coś, czego nie znajdziesz jako standardowej funkcji oprogramowania do obliczeń kwantowych, to fakt, że Superstaq rozciąga się na rozwiązania komunikacyjne i kryptograficzne. Niedawno ogłosili to drugie, w rzeczywistości we współpracy z NVIDIA dla DCM3.

Uniwersalny

Superstaq może być używany z platformami obliczeń kwantowych Qiskit i Cirq, prawdopodobnie odpowiednio najpopularniejszymi i jednymi z najpopularniejszych frameworków. W związku z tym Superstaq jest kompatybilny z IBM Quantum, Hamulec AWSi Azure Quantum.

Ale to jeszcze nie wszystko. Infleqtion opisuje Superstaq jako umożliwiający „bramy BYO” lub „przynieś własne bramy”. Superstaq może kompilować obwody kwantowe do dowolnego zestawu bramek bazowych, które są bramkami faktycznie wykonywanymi na sprzęcie komputera kwantowego. Może także kompilować obwody w bramki dla quditów, które koncepcyjnie są podobne do kubitów, z tą różnicą, że mogą znajdować się w stanach wyższych niż tylko 0 i 1. 

Elastyczne

Chociaż Infleqtion buduje komputer kwantowy z atomami neutralnymi o nazwie Sqorpius, Superstaq został również zademonstrowany na kubitach spinowych nadprzewodzących, uwięzionych jonów i krzemu. Mówią, że powinien być kompatybilny ze wszystkimi platformami opartymi na bramkach i są podekscytowani możliwością rozszerzenia go na więcej.

Wykres wierności systemu Superstaq.

Wykres wierności systemu Superstaq.

https://arxiv.org/abs/2309.05157

Potężny

Dzięki samemu oprogramowaniu Infleqtion twierdzi, że zapewnia 10-krotny wzrost dokładności algorytmów. Możesz wykorzystać to wzmocnienie do wykonywania głębszych obwodów z dłuższym czasem działania. Twierdzą, że ustanowili rekord w symulowaniu cząsteczki wody przy użyciu dynamicznego odsprzęgania na IBM Quantum i zademonstrowali takie usprawnienia również na innych platformach. 

Na poziomie kompilatora ich celem jest przewyższenie optymalizacji ręcznej. Pomimo wszystkich dostępnych narzędzi, ręczna optymalizacja jest nadal powszechna podczas hackatonów i chcą to zmienić.

Ujmujący

Optymalizacja obwodów kwantowych stanowi wyzwanie; Superstaq eliminuje większość wiedzy specjalistycznej, która byłaby normalnie potrzebna, czyniąc obliczenia kwantowe znacznie bardziej przyjaznymi dla użytkownika. Superstaq jest niezależny od aplikacji i ma zastosowanie w wielu branżach; W szczególności wspomniano o finansach i produkcji. Jest także „przyjazny open source”, jak potwierdza niedawna publikacja: a QLDPC magazyn. Odnosząc się do przewagi Infleqtion nad konkurentami, jej odpowiedź nie miała charakteru technicznego, ale raczej skupiała się na harmonijnej współpracy z partnerami.

Innowacyjne

Infleqtion twierdzi, że jako pierwszy w historii wdrożył dwukwartową operację SWAP na nadprzewodzącym komputerze kwantowym Advanced Quantum Testbed (AQT) w Berkeley Lab. Podczas gdy kubit jest systemem dwupoziomowym, 0 lub 1, qutrit jest systemem trzypoziomowym, 0, 1 lub 2.

Utalentowany

Firma Infleqtion wdrożyła technikę kwantowej charakteryzacji, weryfikacji i walidacji (QCVV) w Superstaq zwaną Direct Fidelity Estimation (DFE). Wykorzystując symulację obwodu Clifforda, QCVV/DFE zapewnia wykładniczo bardziej efektywną weryfikację stanu kwantowego, zwaną „tomografią”, poprzez zmniejszenie liczby potrzebnych zdjęć. Innymi słowy, w miarę jak komputery kwantowe skalują się i stają się trudniejsze do klasycznej symulacji, technika ta pomoże sprawdzić, czy urządzenia przetwarzają obliczenia prawidłowo.

Transformujący

Infleqtion rozszerza Superstaq o implementację kodów korekcji błędów kwantowych (QECC) i kompilowanie obwodów do obliczeń kwantowych odpornych na błędy. Chociaż nie było o nich wzmianki mapa drogowa w tym momencie webinaru ta funkcjonalność jest logiczną – gra słów zamierzoną – koniecznością rozpoczęcia pracy z urządzeniem „Sqorpius” w ciągu najbliższych kilku lat. 

Sprężysty

Zadano pytanie, w jaki sposób Infleqtion uniemożliwia współpracę, aby przynosiła korzyści konkurentom jej partnerów, pod warunkiem, że współpracują oni również z konkurentami swoich partnerów. Odpowiedzieli, że mają w firmie zapory sieciowe, które temu zapobiegają. Wyjaśnili, że tego rodzaju praktyka jest obowiązkowa w celu ochrony informacji niejawnych rządowych i jest rozszerzona w celu ochrony informacji poufnych każdego partnera.

Piknokinetyczny

Połączenia Supercheck protokół, o którym mowa w ust NVIDIA dla DCM3 ogłoszenie dokonuje czegoś, co nazywa się „kwantowym odciskiem palca”. Wyobraź sobie, że musisz porównać dwa zbiory danych, które są tak ogromne, że ich przesłanie jest całkowicie niepraktyczne. Korzystając z protokołu Supercheq firmy Superstaq, każdy zestaw danych można skompresować i zakodować na stosunkowo małej liczbie kubitów, umożliwiając w ten sposób ich transmisję.

Wniosek: Superstaq ma to wszystko

Firma Infleqtion ogłosiła przyznanie nagrody DOE SBIR Phase IIB o wartości 1.2 mln dolarów za kontynuację rozwoju Superstaq, więc przed nami jeszcze więcej. Czy Plastic Man nadal będzie jego wcieleniem; będziemy musieli poczekać i zobaczyć. 

Infleqtion zorganizuje seminarium internetowe zatytułowane „Bezpieczeństwo, obrona i przestrzeń kosmiczna” 10 kwietnia oraz „Przedsiębiorczość” 8 maja. Możesz zarejestrować się na jedno lub oba pod adresem https://www.infleqtion.com/events. Aby uzyskać więcej informacji na temat Superstaq, sprawdź https://superstaq.readthedocs.io.

Briana N. Siegelwaxa jest niezależnym projektantem algorytmów kwantowych i niezależnym pisarzem Wewnątrz technologii kwantowej. Znany jest ze swojego wkładu w dziedzinie obliczeń kwantowych, szczególnie w projektowaniu algorytmów kwantowych. Ocenił liczne platformy, platformy i narzędzia obliczeń kwantowych, a swoimi spostrzeżeniami i ustaleniami podzielił się w swoich pismach. Siegelwax jest także autorem i autorem książek, takich jak „Dungeons & Qubits” i „Choose Your Own Quantum Adventure”. Regularnie pisze na Medium na różne tematy związane z obliczeniami kwantowymi. Jego praca obejmuje praktyczne zastosowania obliczeń kwantowych, recenzje produktów do obliczeń kwantowych i dyskusje na temat koncepcji obliczeń kwantowych.

Kategorie:
sieci, fotonika, informatyka kwantowa, Badania naukowe

tagi:
Briana Siegelwaxa, fleksja, Superstaq

spot_img

Najnowsza inteligencja

spot_img