-
量子退火
鎖定
- 中文名
- 量子退火
- 外文名
- Quantum annealing
- 縮 寫
- QA
目錄
量子退火與模擬退火的比較
量子退火可以與模擬退火進行比較,模擬退火的“温度”參數與QA的隧道場強度起類似作用。 在模擬退火中,温度確定從單個當前狀態移動到更高“能量”狀態的概率。 在量子退火中,橫向場的強度決定了平行改變所有狀態的幅度的量子力學概率。 分析[9]和數值[10]證據表明,量子退火在某些條件下優於模擬退火(見[11]進行仔細分析)。
量子退火量子力學:類比和優勢
隧道場基本上是動能項,不與原始玻璃的經典勢能部分通勤。可以使用量子蒙特卡羅(或其他隨機技術)在計算機中模擬整個過程,從而獲得用於找到經典玻璃的基態的啓發式算法。
在退出純數學目標函數的情況下,可以將問題中的變量視為經典自由度,並且將成本函數視為勢能函數(經典哈密頓量)。然後,必須在哈密頓量中人為地引入由非通勤變量(即具有原始數學問題的變量的非零換向器的變量)組成的合適術語,以發揮隧道場的作用(動力學部分) )。然後可以如上所述用這樣構造的量子哈密頓量(原始函數+非通勤部分)進行模擬。這裏,可以選擇非通勤項,退火效率可能取決於此。
在實驗和理論上已經證明,在某些情況下,量子退火確實優於熱退火(模擬退火),特別是在勢能(成本)景觀由圍繞淺局部極小值的非常高但很薄的勢壘組成的情況下。
量子退火D-Wave實施
2011年,D-Wave Systems公佈了市場上第一款名為D-Wave One的商用量子退火爐,並在Nature上發表了一篇關於其性能的論文。[14]該公司聲稱該系統使用128比特率的處理器芯片組。[15] 2011年5月25日,D-Wave宣佈洛克希德馬丁公司簽署購買D-Wave One系統的協議。2011年10月28日,南加州大學信息科學研究所接收了洛克希德公司的D-Wave One。
2013年5月宣佈谷歌,美國宇航局艾姆斯和非盈利大學空間研究協會組成的財團從D-Wave Systems購買了512個量子比特的絕熱量子計算機。與一些經典退火算法相比,對其作為量子退火爐的性能的廣泛研究已經可用。
2014年6月,D-Wave宣佈了一個新的量子應用生態系統,計算金融公司1QB Information Technologies(1QBit)和癌症研究組DNA-SEQ專注於解決量子硬件的實際問題。作為第一家致力於為商用量子計算機生產軟件應用的公司,1QBit的研發部門專注於D-Wave的量子退火處理器,併成功證明這些處理器適用於解決實際應用
[1]
。
隨着糾纏的發佈,D-Wave機器是否能夠證明所有經典計算機的量子加速的問題仍然沒有答案。 2014年6月發表在“科學”雜誌上的一項研究被描述為“可能是對D-Wave機器性能進行最徹底和最精確的研究”和“最公平的比較”,試圖定義和測量量子加速。提出了一些定義,因為有些定義可能無法通過實證檢驗驗證,而其他定義儘管是偽造的,但仍然可以存在性能優勢。該研究發現,D-Wave芯片“沒有產生量子加速”,並且不排除未來測試的可能性。由瑞士聯邦理工學院的Matthias Troyer領導的研究人員在整個測試範圍內發現“沒有量子加速”,在查看測試子集時只能得出不確定的結果。他們的工作説明了“量子加速問題的微妙本質”。進一步的工作提高了對這些測試指標及其對平衡系統的依賴的理解,從而忽略了由量子動力學引起的任何優勢簽名。
關於量子加速有很多未解決的問題。上一節中的ETH參考僅適用於一類基準問題。可能存在可能發生量子加速的其他類問題。 Google,LANL,USC,Texas A&M和D-Wave的研究人員正在努力尋找此類問題類別。
2015年12月,谷歌宣佈,在一系列硬優化問題上,D-Wave 2X的性能優於模擬退火和量子蒙特卡羅,最高可達100,000,000。
D-Wave的架構不同於傳統的量子計算機。不知道是多項式等價於通用量子計算機,特別是不能執行Shor算法,因為Shor算法不是爬山過程。 Shor的算法需要通用的量子計算機。 D波聲稱只進行量子退火
量子退火實際應用
2022年1月,由加拿大量子計算系統供應商D-Wave公司製造的量子退火(Quantum annealing)計算機,在德國於利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)啓動,是歐洲首台超過5000個量子位元的量子計算機。
[2]
- 參考資料
-
- 1. 量子退火算法研究進展 .萬方[引用日期2018-07-20]
- 2. 歐洲首台超5000量子位元的量子計算機於德國啓動 .澎湃網[引用日期2022-01-30]
- 詞條統計
-
- 瀏覽次數:次
- 編輯次數:5次歷史版本
- 最近更新: 城_time