Quantum Computer上的马蒂亚斯特洛伊

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Matthias Treyer博士是Ethzürich的计算物理学教授。在此之前,他在Johannes KeplerUniversität林茨,奥地利的“Technischer Physik”中完成了大学学习,以及Zürich的物理学和跨学科博士学位文凭。

他的研究金宝博娱乐兴趣和经验侧重于架构,量子晶格模型和相对论和量子系统的高性能科学模拟。金宝博官方令人着迷于领导D-Wave One Computer系统的研究团金宝博娱乐队。金宝博官方他被瑞士国家科学基金会授予助理教授。

卢克·穆罕沃斯:您对D-Wave(辩论)量子计算机的测试最近得到了很多关注。我们的读者可以通过这项故事加快速度你的arxiv预印刷品, 它的覆盖范围在Scott Aaronson的博客,Bourne的文章为了公司但是,现在,我想问你一些其他事情。

如果你沉迷于我,我会要求你掌握一个技术预测帽子,并回答一个问题Ronald de Wolf:“你将拥有500态量子计算机的主观概率是什么,这是一个在未来20年内的无ververversive Quantum Computer?而且,你如何理解这样的问题?“


Matthias troyer:为了让无辅助的量子计算机描述它,我们需要采取三步。首先,我们需要至少有一个长期稳定的Qubit。下一步是耦合两个这样的QUBITS,并且最终步骤是缩放到更多QUBITS。

最困难的步骤是第一个,获得单个长期稳定的qubit。给定不能在任何真实设备中避免的内部脱机机制,这样的Qubit必须从许多(数十万个)的物理QUBITS构建。这些物理QUBITS各自具有有限的相干时间,但它们将以这样的方式(使用误差校正代码)耦合,以共同生成一个长期稳定的“逻辑”量子位。这些纠错码要求物理Qubits优于某个阈值质量。最近Qubits开始接近这些门槛,因此我有信心在接下来的5到10年内,可以将它们耦合到形成长期稳定的逻辑量子票。

耦合两个Qubits是在同一时间尺度上发生的东西。因此,剩下的挑战将缩放到您的目标大小。500夸张。这可能是一个重要的工程挑战,但我没有看到任何基本绊脚石,鉴于投资足够的资源。一旦我们有一个逻辑量子比特,我就会相信这可以实现这一年度不到十年。总的来说,我非常有信心在20年内将存在500态量子电脑。


卢基:目前,哪些群体似乎最有可能在早期大规模(未涉及)量子计算机的最终开发中发挥重要作用?


马蒂亚斯:可能有很多可能涉及的群体。我认为最有关于可扩展性和Qubits质量的技术的技术是超导Qubits,拓扑Qubits和离子陷阱。


卢基:现在回到你的共同撰写的论文“定义和检测量子加速度,“现在发表了科学。当考虑整个数据集时,您的同轴们没有发现量子加速度[在D-Wave两台机器中的证据]并在逐个实例基础上比较实例的亚群时,从而获得了不确定的结果。“

Do people who have investigated a D-Wave machine at some length tend to think that D-Wave has a “true” quantum computer but hasn’t been able to conclusively show it yet, or do they tend to think D-Wave doesn’t yet have a true quantum computer?


马蒂亚斯:这种有争议的问题的答案取决于“量子”和“计算机”单词的定义。让我们首先谈谈“计算机”。D波器件是专用设备,用于一个特定的目的,即离散优化问题的解决方案。由于它们解决了计算问题,因此它们可能被称为“计算机”,但与您的标准个人计算机相比,可以执行许多不同的任务,它们不是“通用计算机”但特殊的计算机。如今,当提到术语计算机时,许多人自动假设“通用计算机”是指的,因此应该明确地说明D波器件不是通用计算机,而是特殊的目的。

D-Wave因此不能,没有人则声称,是通用量子计算机。虽然没有人争论被称为计算机的D波设备,但它是“量子”的问题更具争议性。在以前的自然界中,我们已经提出了证据表明D波装置的行为与在非零温度下工作的“量子退火器”的行为一致,并且另一个纸张已经示出了设备中存在缠结。因此,设备使用量子效应进行计算。然而,另一篇论文已经表明,对于我们测试该设备的问题的量子退火器的行为也可以通过纯粹的经典模型来描述。因此,有些人认为,虽然设备可以使用量子效果,但它可能在最终的古典设备上,就像PC中的CPU一样,晶体管也在某个级别使用量子效应。

因此,重要的问题是该设备是否可以具有量子加速,这意味着随着问题的尺寸增加,它通过较大且较大的比率优于任何经典设备。如果应该为某些类问题显示,那么没有人会争论设备的量子性质。另一方面,只要其计算力永远不超过经典计算机,就可以从计算的角度争辩,即使它使用量子效应到达答案,它也有效地是经典的设备。

更简洁地回答你的问题。如果通过“真正的量子计算机”,你的意思是一个通用量子计算机,那么D-Wave不是真正的量子计算机,没有人曾经证明它是一个。If you are content with it being a special purpose quantum computer, i.e. a a “true quantum annealer”, then this question depends on what you mean by “true”: it’s behavior seems to be consistent with what we expect from a quantum annealer, but since we have so far not seen evidence of quantum speedup, i.e. that quantum effects help it outperform classical computers, one can argue that it may effectively be a classical device.


卢克·穆罕沃斯:您是否对AI和机器学习方法有可能具有大规模量子计算机(通用或不)的影响的意见?例如。Aimeur等人。(2013)似乎乐观地加快了使用变体的机器学习方法格罗弗的算法


Matthias troyer:我没有阅读那些特定的纸张,但我的感觉是量子机器学习对于学习Quantum实验的量子数据将是最有用的。将量子算法应用于经典数据,甚至是量子算法需要首先读取数据,因此不能比数据大小的线性工作更好。利用现有许多机器学习问题的有效多项式时间算法,必须具有更好的思路,而不是加快Quantum硬件上的经典机器学习算法。


卢克·穆罕沃斯:谢谢,马蒂亚斯。