มีข้อพิสูจน์ว่าคลื่น D (หนึ่ง) เป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมและมีประสิทธิภาพหรือไม่?

ฉันยอมรับสามเณรในสาขานี้ แต่ฉันได้อ่านแล้วในขณะที่ D-wave (หนึ่ง) เป็นอุปกรณ์ที่น่าสนใจมีข้อสงสัยเกี่ยวกับมันว่า 1) มีประโยชน์และ 2) จริง ๆ แล้วคือ 'คอมพิวเตอร์ควอนตัม'

ตัวอย่างเช่น Scott Aaronson แสดงหลายครั้งว่าเขาสงสัยว่าส่วน 'ควอนตัม' ใน D-wave นั้นมีประโยชน์จริงหรือไม่:

มันยังคงเป็นจริงอย่างที่ฉันได้ย้ำ ณ ที่นี่มานานหลายปีแล้วว่าเราไม่มีหลักฐานโดยตรงว่าการเชื่อมโยงควอนตัมกำลังมีบทบาทในการเร่งความเร็วที่สังเกตหรือแน่นอนว่าการพัวพันระหว่าง qubits เคยปรากฏในระบบ

ตัดตอนมาจากบล็อกนี้

นอกจากนี้ส่วนวิกิพีเดียที่เกี่ยวข้องกับความสงสัยต่อ D-wave ก็เป็นระเบียบ

ดังนั้นฉันถาม:

1. ฉันรู้ว่า D-wave อ้างว่าใช้การหลอมควอนตัมบางประเภท มีหลักฐาน (dis) ของ D-wave จริง ๆ โดยใช้การหลอมควอนตัม (มีผล) ในการคำนวณหรือไม่?

2. มันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า D-wave นั้นมีประสิทธิภาพหรือไม่? ถ้าไม่เป็นเช่นนั้นมีภาพรวมที่ชัดเจนของงานที่พยายามทำสิ่งนี้หรือไม่?

ยังคงมีการค้นหาปัญหาที่ D-Wave แสดงการปรับปรุงเหนืออัลกอริทึมแบบดั้งเดิม หนึ่งอาจจำได้ว่าสื่อสาดกระเซ็นที่ D-Wave แก้ไขบางกรณีเร็วกว่าอัลกอริธึมคลาสสิกเท่า แต่ลืมที่จะพูดถึงว่าปัญหาสามารถแก้ไขได้ในเวลาพหุนามโดยใช้การจับคู่ที่สมบูรณ์แบบน้ำหนักน้อยที่สุด$10^8$

Denchev แสดงความเร็ว https://arxiv.org/abs/1512.02206$10^8$

Mandra ใช้ MWPM https://arxiv.org/abs/1703.00622

มีหลักฐานบางอย่างว่ามีผลกระทบเชิงปริมาณจริง ๆ ที่ใช้โดย D-Wave การศึกษาที่โดดเด่นโดย Katzgraber และคณะ ที่เปรียบเทียบ D-Wave กับการจำลองการหลอมและผลกระทบของการลดความหนาของกำแพงในแนวนอนพลังงาน (เพื่อสร้างอุโมงค์ให้เป็นไปได้มากขึ้น) ในรูปที่ 5 ของกระดาษต่อไปนี้ความหนาของสิ่งกีดขวางจะลดลงและ D-Wave แสดงการปรับปรุงในระดับของปัญหาในขณะที่ Simulated Annealing ไม่แสดงการปรับปรุง

https://arxiv.org/abs/1505.01545

การเปิดเผยอย่างเต็มรูปแบบ: Katzgraber เป็นที่ปรึกษาระดับปริญญาเอกของฉันดังนั้นฉันจึงคุ้นเคยกับงานของเขามากที่สุด

ในอีกด้านหนึ่งมีบทความบางเรื่องเกี่ยวกับ D-Wave ที่เป็นตัวสร้างความร้อนอย่างง่ายโดยไม่มีผลกระทบเชิงควอนตัมโดยเฉพาะอย่างยิ่งบทความของ Smolin ถึงแม้ว่าพวกเขาจะค่อนข้างล้าสมัยไปแล้วก็ตาม

https://arxiv.org/abs/1305.4904

https://arxiv.org/abs/1401.7087

เมื่อเร็ว ๆ นี้ Albash และคณะ กล่าวถึงอุณหภูมิที่ จำกัด เป็นเหตุผลสำหรับการอบอ่อนควอนตัมไม่ทำงานในการแข่งขัน

https://arxiv.org/abs/1703.03871

• มีข้อพิสูจน์ว่าคลื่น D (หนึ่ง) เป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมและมีประสิทธิภาพหรือไม่?

วิดีโอ D-Wave - เสนอคำอธิบาย: "เราจะรู้ได้อย่างไร ... ": https://youtu.be/kq9VqR0ZGNc

การเปรียบเทียบแบบหนึ่งที่คุณอาจทำกับคอมพิวเตอร์ D-Wave One คอมพิวเตอร์อะเดียแบติก ('อะนาล็อก') คือ " รถม้าที่ชี้ไปทางทิศใต้ " หรือ " กลไก Antikythera "

มีการอธิบายความยาวในบทความนี้ของ Ars Technica (Wired): " Going digital อาจทำให้การปรับขนาดคอมพิวเตอร์เชิงควอนตัมแบบอะนาล็อก ":

• "... พวกมันทั้งหมดแบ่งออกเป็นสองประเภทในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่นักวิจัยทำงานในสิ่งที่อาจเรียกว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบดิจิทัลซึ่งมีควอนตัมเทียบเท่ากับประตูตรรกะ สถานะควอนตัมค่ายอื่นทำงานบนอุปกรณ์อะนาล็อกที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมอะเดียแบติกในอุปกรณ์เหล่านี้ qubits ไม่ทำการดำเนินการที่แยกจากกัน ) หรือควอนตัมหลอม

• "คอมพิวเตอร์ควอนตัม Adiabatic เป็นอุปกรณ์อะนาล็อกโดยเนื้อแท้: แต่ละ qubit ได้รับแรงหนุนจากความแข็งแกร่งของมันที่มีต่อคู่ควิกบิตอื่น ๆ การคำนวณจะดำเนินการโดยการปรับข้อต่อเหล่านี้อย่างต่อเนื่องระหว่างค่าเริ่มต้นและค่าสุดท้าย เช่น - มีแนวโน้มที่จะสร้างและละทิ้งคุณค่าสุดท้าย ".

• "การคำนวณควอนตัมดิจิตอลซึ่งใช้การดำเนินการเชิงตรรกะและประตูควอนตัมนำเสนอความเป็นไปได้ของการแก้ไขข้อผิดพลาดโดยการเข้ารหัสข้อมูลในหลาย qubits คุณสามารถตรวจจับและแก้ไขข้อผิดพลาดโชคไม่ดีที่ดิจิตอล qubits เป็นสิ่งที่ละเอียดอ่อน และความสามารถในการ ... " (ไปอ่านบทความหากคุณไม่ต้องการรุ่นย่อ)

• "วิธีการแบบไฮบริดเป็นอย่างไรคำถามที่ถามโดยกลุ่มนักวิจัยระหว่างประเทศในเอกสารเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน Nature พวกเขาได้ทดสอบระบบที่ทำการคำนวณโดย qubits ที่ทำงานเป็นคอมพิวเตอร์ควอนตัมอะเดียแบติก แต่ด้วย การเชื่อมต่อระหว่างอะเดียแบติก qubits จะถูกควบคุมผ่านเครือข่ายดิจิตอลของ qubits สิ่งนี้จะช่วยให้คุณได้รับประโยชน์จากขนาดและความยืดหยุ่นที่คุณได้รับจากการคำนวณควอนตัมอะเดียแบติกขณะเดียวกันก็ทำให้การเชื่อมต่อนั้น

ใช่. มันเป็นคอมพิวเตอร์และใช้วิธีการควอนตัม

การคำนวณควอนตัม Adiabatic (AQC) เป็นรูปแบบของการคำนวณควอนตัมซึ่งอาศัยทฤษฎีอะเดียแบติกที่จะทำการคำนวณ1และมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับและอาจได้รับการยกย่องว่าเป็น subclass ของการควอนตัมหลอม

เปรียบเทียบอีกอาจเป็นธรรมในฐานะที่ผ่านมาเป็นที่ AQC เป็นเคล็ดลับ-ponyism หนึ่ง มีข้อ จำกัด ในสิ่งที่สามารถทำได้ แต่ทำได้อย่างรวดเร็วและดี

• ดังนั้นฉันถาม:

  ฉันรู้ว่า D-wave อ้างว่าใช้การหลอมควอนตัมบางประเภท มีหลักฐาน (dis) ของ D-wave จริง ๆ โดยใช้การหลอมควอนตัม (มีผล) ในการคำนวณหรือไม่?

  มันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า D-wave นั้นมีประสิทธิภาพหรือไม่? ถ้าไม่เป็นเช่นนั้นมีภาพรวมที่ชัดเจนของงานที่พยายามทำสิ่งนี้หรือไม่?

มีหลักฐานว่ามีประสิทธิภาพเมื่อใช้อย่างถูกต้องสำหรับการทำสิ่งที่ออกแบบมาเพื่อทำ:

" แพลตฟอร์ม Blockchain พร้อมหลักฐานพิสูจน์การทำงานโดยใช้เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพ Hamiltonian แบบอะนาล็อก " โดย Kirill P. Kalinin, Natalia G. Berloff, 27 ก.พ. 2018

มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, " Polariton Graph Simulator (Optimizer): analogul Hamiltonian simulaton ", Natalia Berloff

" ประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์การหลอมควอนตัม " โดย Damian S. Steiger; Bettina Heim, 22 ตุลาคม 2558

มีผู้ให้การสนับสนุนที่สำคัญและมีข้อกังขาของ D-Wave อยู่

ข้อกังวลที่อยู่ที่แสดงในความคิดเห็น - อัปเดต: 19 มีนาคม 2018:

นี่คือบทความจาก Nature.com ชื่อ: " Triode for Magnetic Flux Quanta " ซึ่งอธิบายการใช้Abrikosov vorticesเพื่อเก็บบิตข้อมูลเชิงปริมาณชี้แจงเพิ่มเติม (หรือไม่) ในบทความ: " เดี่ยว Abrikosov vortices เป็นบิตข้อมูลเชิงปริมาณ "

การเปรียบเทียบแบบoversimplifiedคือควอนตัม qubitsเป็น (ไม่เลย) เหมือนกับหน่วยความจำแกนแม่เหล็กความแตกต่างคือ:

• แกนแม่เหล็กเดี่ยวมีเลขฐานสองบิต (เช่นเศษของจดหมายในหนังสือดังนั้นคุณจะใช้ 8 บิตเพื่อแสดงมากกว่าตัวอักษร แต่ทั้งหมดASCIIตัวอักษรตัวเลขตัวอักษรและรหัสควบคุม) บิตจะต้องอยู่ในสถานะหนึ่งหรืออีกสถานะหนึ่ง

• qubit โดยใช้กลศาสตร์ควอนตัมช่วยให้ qubit อยู่ในสถานะซ้อนทับของทั้งสองรัฐในเวลาเดียวกันซึ่งเป็นคุณสมบัติพื้นฐานสำหรับการคำนวณควอนตัม qbit สามารถอยู่ในสถานะหนึ่งอีกรัฐหนึ่งหรือทั้งสองอย่าง คิดว่ามันเป็นtrinaryบนเตียรอยด์เพราะ qubits สามารถทำการคำนวณสองอย่างพร้อมกัน (และนั่นเป็นสาเหตุที่ทั้งคู่เทียบเคียงได้และเปรียบไม่ได้การซ้อนทับของทั้งสองรัฐเป็นวิธีใหม่ในการคิด)

ดูภาพนี้ของหน่วยความจำแม่เหล็กและหน่วยประมวลผลควอนตัม - ค่อนข้างแตกต่างจากโปรเซสเซอร์ x86:

คำอธิบายง่ายๆเกี่ยวกับความเกี่ยวข้องและระดับการพิสูจน์มีให้ในวิดีโอนี้โดย D-Wave ที่เรียกว่า: "D-Wave Lab ทัวร์ตอนที่ 3 (จาก 3) - ตัวประมวลผล D-Wave"

https://www.youtube.com/watch?v=AGByZoYUlU0