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深度訪談_量子摩爾定律問世:量子體積每年翻番,10年內實現量子霸權

來源:深度休閑俱樂部 發布時間:2019-03-09 瀏覽次數:
就越多。

重要的是,IBM 發現量子體積遵循一種 “摩爾定律”:其量子計算機實現的量子體積,每年增加一倍:

2017 年 IBM 的 Tenerife 設備 (5-qubit) 已經實現了 4 量子體積;

2018 年的 IBM Q 設備 (20-qubit),其量子體積是 8;

视频app2019 年最新推出的 IBM Q System One(20-qubit),量子體積到達 16.

也便是說,自 2017 年以來,IBM 每年將量子體積翻了一番。


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這種倍增與摩爾定律非常相似。摩爾定律由英特爾開創人之一的戈登?摩爾提出,即:

集成電路上可包容的晶體管數目,約每隔兩年便會增加一倍

IBM還制定了一個雄心勃勃的時間表:為了在 2020 年代實現量子霸權,我們須要每年至少增加一倍的量子體積!

量子體積是什么?

视频appIBM 在博客上發布了對 System Q One 的幾個模型測試成效的概述。

當然,重點的丈量指標是 “量子體積”,團隊還頒發了一篇論文,詳細描述了這個指標以及如何計算。

在論文中,他們指出,新的度量標準 “量化了計算機樂成實現的最大寬度和深度相同的隨機電路”,并指出它還與過失率密切相關。


深度訪談_量子摩爾定律問世:量子體積每年翻番,10年內實現量子霸權

除提供迄今為止最高的量子體積之外,IBM Q System One 的性能還反映了 IBM 所丈量到的最低過失率,平均 2-qubit gate 的過失率小于 2%,其最佳 gate 的過失率小于1%。

视频app低過失率很重要,因為要想構建功能完備、大規模、通用、容錯的量子計算機,須要較長的相干時間和較低的過失率。

量子體積是衡量量子霸權 (Quantum Advantage, 又稱量子優勢) 進展的一個基實質能指標,在這一點上,量子應用辦法帶來了逾越經典計算機自己身手的重大、實際的好處。

接下來,詳細論述“量子體積”的概念和意義。

IBM對 Q System One進行了詳細的基準測試,并在博客中發表IBM Q Network系統“Tokyo”和“Poughkeepsie”以及暗地發布的IBM Q Experience系統“Tenerife”的一些性能數據。

特定量子計算機的性能可以在兩個層面上表示:與芯片中基礎量子位相關的度量,我們稱之為“量子器件”,以及整體系統性能。

下表對照了四個最近的IBM Q系統中量子器件的基本指標:


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IBM Q System One的性能可以顯露在測得的一些最優性能/最低過失率數字中。平均兩個量子比特門誤差小于2%,最佳門過失碼率小于1%。

IBM的設備基本上受到相干時間的限制,對于IBM Q System One來說平均為73μs。

视频app平均兩比特率誤差率在相干極限的兩倍之內(1.68倍),該極限即由量子位T1和T2設定的理論極限(IBM QSystem One平均為74μs和69μs)。這剖明IBM的控件引起的誤差非常小,已經瀕臨該器件上最高的量子比特保真度。

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