양자량
Quantum volume양자량은 양자 컴퓨터의 기능과 오류율을 측정하는 지표다.컴퓨터가 성공적으로 구현할 수 있는 사각 양자 회로의 최대 크기를 표현한다.회로의 형태는 양자 컴퓨터 아키텍처와는 독립적이지만 컴파일러는 컴퓨터의 특징을 이용하기 위해 변환하고 최적화할 수 있다.그러므로 다른 아키텍처에 대한 양자량을 비교할 수 있다.null
2020년에 가장 높은 성과를 거둔 양자량(§ IBM의 수정된 정의에 따름)은 IBM의 컴퓨터 "롤리"[1]의 경우 32개에서 허니웰의 "H1"의 경우 128개로 증가했다.[2] 즉, 최대 7×7 크기의 양자 회로가 성공적으로 구현되었다.더욱 최근인 2021년 허니웰의 'H1'[2]은 측정된 양자량 512를 처음으로 달성했고,[3] 6개월 만에 그 성능을 두 배인 1024로 높였다.[4]null
소개
양자 컴퓨터는 비교하기 어렵다.Quantum volume은 모든 성능을 표시하도록 설계된 단일 수입니다.이는 계산이 아닌 측정이며, 양자 컴퓨터의 몇 가지 특징을 고려하여, 쿼트의 수에서부터 시작하며, 게이트 및 측정 오류, 크로스스토크 및 연결성 등이 사용된다.[5][6][7]null
IBM이 Quantum Volume 지표를 도입한 이유는 클래식 컴퓨터의 트랜지스터 수와 양자 컴퓨터의 양자 비트 수가 같지 않기 때문이다.Qbits decohere는 결과적인 성능 상실로 인해 몇 개의 내결함성 비트가 소음이 많고 오류가 발생하기 쉬운 쿼트보다 성능 측정값으로 더 가치가 있다.[9][10]null
일반적으로 양자량이 클수록 양자컴퓨터가 해결할 수 있는 문제는 복잡해진다.[11]null
정의
양자 컴퓨터의 양자 용적은 Nikolaj Moll 등에 의해 정의된다.[12]그것은 실행할 수 있는 스텝 수, 회로 깊이 d뿐만 아니라 쿼비트 N의 수에 따라 달라진다.
![{\displaystyle {\tilde {V}}_{Q}=\min[N,d(N)]^{2}.}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3759abdeac491de2b41b3c348093dc5172d685e1)
회로 깊이는 유효 오류율 rate 에 따라 달라진다.
유효오류율 은 2쿼트 게이트의 평균 오차율로 정의된다.물리적 2쿼트 게이트에 전체 연결이 없는 경우, 임의의 2쿼트 게이트와 > 을(를 구현하기 위해 추가 스왑 게이트가 필요할 수 있으며, 여기서 }은 물리적 2쿼트 게이트의 오류율이다.3쿼트의 토폴리 게이트와 같이 좀 더 복잡한 하드웨어 게이트를 이용할 수 있다면, e <
허용 회로 깊이는 동일한 유효 오차율을 가진 쿼트가 더 추가될 때 감소한다.따라서 이러한 정의와 함께, () < 이(가) 추가되는 즉시, 양자 볼륨은 감소한다N-Qbit 시스템에서 < qubit만 필요한 알고리즘을 실행하려면 연결성이 좋은 Qubit의 하위 집합을 선택하는 것이 유리할 수 있다.이 경우에 몰 등은 양자 부피의 정밀한 정의를 내린다.null
![{\displaystyle V_{Q}=\max _{n<N}\left\{\min \left[n,{\frac {1}{n\epsilon _{\mathrm {eff} }(n)}}\right]^{2}\right\},}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/81cd4cafd4c7f5867d1133acd5be12152f48451c)
최대값이 임의의 nQbit 선택에서 차지하는 경우.null
IBM의 수정된 정의
IBM의 연구진은 양자 볼륨 정의를 회로 크기의 지수화된 것으로 수정하여, 이는 고전적인 컴퓨터에서 회로를 시뮬레이션하는 복잡성에 해당한다고 밝혔다.[8][13]
![{\displaystyle \log _{2}V_{Q}={\underset {n\leq N}{\operatorname {arg\,max} }}\left\{\min \left[n,d(n)\right]\right\}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/745760301d269d10d9895bc646dfeaaa407f30d5)
알고리즘 쿼비트(AQ)
알고리즘 Qubits는 IonQ에서 도입된 양자 볼륨과 동등한 수준으로, }} V 로 정의된다[14]
이온Q는 실증적으로 검증되지는 않았지만 2020년 10월 AQ 22(양적량 4,194,304)를 주장해 양자컴퓨터를 발표했다.[15]null
성과이력
| 날짜 | 양자량[a] (회로 크기) | 제조사 | 메모들 |
|---|---|---|---|
| 2020년 1월 | 32 (5×5) | IBM | "롤리"(28쿼트)[1] |
| 2020년 6월 | 64 (6×6) | 허니웰 | 6쿼빗[16] |
| 2020년 8월 | 64 (6×6) | IBM | "몬트리얼"(27큐빗)[17] |
| 2020년 11월 | 128 (7×7) | 허니웰 | "시스템 모델 H1"(10Qbit)[2] |
| 2020년 12월 | 128 (7×7) | IBM | "몬트리얼"(27큐빗)[18] |
| 2021년 3월 | 512 (9×9) | 허니웰 | "시스템 모델 H1"(10Qbit)[19] |
| 2021년 7월 | 1024(10x10) | 허니웰 | "허니웰 시스템 H1" 10큐빗 |
| 2021년 12월 | 2048(11x11) | Quantinum (이전의 Honeywell) | "Quantinum System Model H1-2"[21] |
- ^ § IBM의 수정된 정의에 따름
참고 항목
참조
- ^ a b "IBM Doubles Its Quantum Computing Power Again". Forbes. 2020-01-08.
- ^ a b c Samuel K. Moore (2020-11-10). "Rapid Scale-Up of Commercial Ion-Trap Quantum Computers". IEEE Spectrum.
- ^ "Honeywell Sets New Record For Quantum Computing Performance". Honeywell, Inc. Retrieved 2021-04-05.
- ^ "Quantum Milestone 16 fold Increase in Performance in a Year". Honeywell, Inc. Retrieved 2021-09-22.
- ^ "Honeywell claims to have built the highest-performing quantum computer available". phys.org. Retrieved 2020-06-22.
- ^ Smith-Goodson, Paul. "Quantum Volume: A Yardstick To Measure The Performance Of Quantum Computers". Forbes. Retrieved 2020-06-22.
- ^ "Measuring Quantum Volume". Qiskit.org. Retrieved 2020-08-21.
{{cite web}}: CS1 maint : url-status (링크) - ^ a b Cross, Andrew W.; Bishop, Lev S.; Sheldon, Sarah; Nation, Paul D.; Gambetta, Jay M. (2019). "Validating quantum computers using randomized model circuits". Phys. Rev. A. 100 (3): 032328. arXiv:1811.12926. Bibcode:2019PhRvA.100c2328C. doi:10.1103/PhysRevA.100.032328. S2CID 119408990. Retrieved 2020-10-02.
- ^ Mandelbaum, Ryan F. (2020-08-20). "What Is Quantum Volume, Anyway?". Medium Qiskit. Retrieved 2020-08-21.
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{{cite web}}: CS1 maint : url-status (링크) - ^ Patty, Lee (2020). "Quantum Volume: The Power of Quantum Computers". www.honeywell.com. Chief Scientist for Honeywell Quantum Solutions. Retrieved 2020-08-21.
{{cite web}}: CS1 maint : url-status (링크) - ^ a b Moll, Nikolaj; Barkoutsos, Panagiotis; Bishop, Lev S; Chow, Jerry M; Cross, Andrew; Egger, Daniel J; Filipp, Stefan; Fuhrer, Andreas; Gambetta, Jay M; Ganzhorn, Marc; Kandala, Abhinav; Mezzacapo, Antonio; Müller, Peter; Riesswe introd, Walter; Salis, Gian; Smolin, John; Tavernelli, Ivano; Temme, Kristan (2018). "Quantum optimization using variational algorithms on near-term quantum devices". Quantum Science and Technology. 3 (3): 030503. arXiv:1710.01022. Bibcode:2018QS&T....3c0503M. doi:10.1088/2058-9565/aab822.
- ^ 아마존닷컴(https://pennylane.ai/qml/demos/quantum_volume.html)
- ^ https://ionq.com/posts/december-09-2020-scaling-quantum-computer-roadmap.
{{cite web}}:누락 또는 비어 있음title=(도움말) - ^ https://ionq.com/posts/october-01-2020-introducing-most-powerful-quantum-computer.
{{cite web}}:누락 또는 비어 있음title=(도움말) - ^ Samuel K. Moore (2020-06-24). "Honeywell Claims It Has Most Powerful Quantum Computer". IEEE Spectrum.
- ^ Condon, Stephanie (August 20, 2020). "IBM hits new quantum computing milestone". ZDNet. Retrieved 2020-08-21.
{{cite web}}: CS1 maint : url-status (링크) - ^ "https://twitter.com/jaygambetta/status/1334526177642491904". Twitter.
{{cite web}}:외부 링크 위치title= - ^ Leprince-Ringuet, Daphne. "Quantum computing: Honeywell just quadrupled the power of its computer". ZDNet. Retrieved 2021-03-11.
- ^ "Honeywell and Cambridge Quantum Reach New Milestones". www.honeywell.com. Retrieved 2021-07-23.
- ^ "Demonstrating Benefits of Quantum Upgradable Design Strategy: System Model H1-2 First to Prove 2,048 Quantum Volume". www.quantinuum.com. Retrieved 2022-01-04.
