Czy istnieje dowód, że fala D (jedna) jest komputerem kwantowym i jest skuteczna?

Jestem wprawdzie nowicjuszem w tej dziedzinie, ale przeczytałem, że chociaż fala D (jedna) jest interesującym urządzeniem, istnieje pewien sceptycyzm co do jej 1) przydatności i 2) w rzeczywistości „komputera kwantowego”.

Na przykład Scott Aaronson wielokrotnie wyrażał sceptycyzm co do tego, czy części „kwantowe” fali D są rzeczywiście przydatne:

Pozostaje prawdą, jak powtarzałem tutaj od lat, że nie mamy bezpośrednich dowodów na to, że spójność kwantowa odgrywa rolę w obserwowanym przyspieszeniu lub że splątanie między kubitami jest zawsze obecne w systemie.

Ćwicz z tego bloga .

Dodatkowo odpowiednia sekcja Wikipedii na temat sceptycyzmu wobec fali D to bałagan.

Więc pytam:

1. Wiem, że fala D twierdzi, że używa pewnego rodzaju wyżarzania kwantowego. Czy istnieje (nie) dowód na to, że fala D faktycznie wykorzystuje wyżarzanie kwantowe (z efektem) w swoich obliczeniach?

2. Czy jednoznacznie wykazano, że fala D jest (nie) skuteczna? Jeśli nie, to czy istnieje jasny przegląd pracy, aby spróbować tego?

$10^8$

$10^8$

Mandra korzystająca z MWPM https://arxiv.org/abs/1703.00622

Istnieją pewne dowody na to, że fala D korzysta z efektów kwantowych. W szczególności badanie Katzgraber i in. który porównuje D-Wave z symulowanym wyżarzaniem i efektami zmniejszenia grubości bariery w krajobrazie energetycznym (aby zwiększyć prawdopodobieństwo tunelowania). Na ryc. 5 następnego papieru grubość bariery jest zmniejszona, a fala D pokazuje poprawę w klasie problemów, podczas gdy symulowane wyżarzanie nie wykazuje poprawy.

https://arxiv.org/abs/1505.01545

Pełne ujawnienie: Katzgraber był moim doradcą doktora, więc najbardziej znam jego pracę.

Z drugiej strony pojawiło się kilka artykułów na temat D-Wave jako prostego termicznego wyżarzacza bez efektów kwantowych, zwłaszcza prace Smolina, choć są one nieco przestarzałe.

https://arxiv.org/abs/1305.4904

https://arxiv.org/abs/1401.7087

Niedawno Albash i in. omówili temperaturę skończoną jako przyczynę niedziałania konkurencyjnych kwantowych annealerów.

https://arxiv.org/abs/1703.03871

• Czy istnieje dowód, że fala D (jedna) jest komputerem kwantowym i jest skuteczna?

Wideo D-Wave - oferuje wyjaśnienie: „Skąd wiemy ...”: https://youtu.be/kq9VqR0ZGNc

Jedną analogią, którą możesz zrobić z D-Wave One, komputerem adiabatycznym („analogowym”), jest „ rydwan skierowany na południe ” lub „ mechanizm Antikythera ”.

Długie wyjaśnienie znajduje się w tym artykule Ars Technica (przewodowym): „ Przejście na technologię cyfrową może sprawić, że analogowy komputer kwantowy będzie skalowalny ”:

• „... Prawie wszystkie dzielą się na dwie kategorie. W większości laboratoriów badacze pracują nad czymś, co można by nazwać cyfrowym komputerem kwantowym , który ma kwantowy odpowiednik bramek logicznych, a kubity oparte są na dobrze określonych i dobrze zrozumianych stany kwantowe. Drugi obóz działa na urządzeniach analogowych zwanych adiabatycznymi komputerami kwantowymi . W tych urządzeniach kubity nie wykonują dyskretnych operacji, lecz stale ewoluują od pewnego łatwo zrozumiałego stanu początkowego do stanu końcowego, który stanowi odpowiedź na jakiś problem ”(cytat końcowy ) lub wyżarzanie kwantowe .

• „Adiabatyczne komputery kwantowe są z natury urządzeniami analogowymi: każdy kubit jest napędzany przez to, jak silnie jest sprzężony z każdym innym kubitem. Obliczenia są wykonywane przez ciągłe dostosowywanie tych połączeń między pewną wartością początkową i końcową. Małe błędy w sprzężeniu - z powodu wpływu na środowisko, na przykład - zwykle gromadzą się i wyrzucają końcową wartość. ”.

• „Cyfrowe obliczenia kwantowe, które wykorzystują operacje logiczne i bramki kwantowe, oferują możliwość korekcji błędów. Kodując informacje w wielu kubitach, można wykrywać i korygować błędy. Niestety kubity cyfrowe są delikatne w porównaniu do tych używanych w adiabatycznych komputerach kwantowych, i zdolność do ... ”. (Przeczytaj artykuł, jeśli nie chcesz wersji skróconej).

• „A co z podejściem hybrydowym? Takie pytanie zadała międzynarodowa grupa naukowców w niedawno opublikowanym artykule w Nature. Testowali system, w którym obliczenia są wykonywane przez kubity, które działały jak adiabatyczny komputer kwantowy, ale z połączenia między kubitami adiabatycznymi są kontrolowane za pośrednictwem cyfrowej sieci kubitów. Pozwala to na korzyści skali i elastyczności, które można uzyskać dzięki adiabatycznemu obliczeniu kwantowemu, a jednocześnie czyni połączenia mniej podatnymi na szum. ”.

Więc tak. Jest to komputer i wykorzystuje metody kwantowe.

Adiabatyczne obliczenie kwantowe (AQC) jest formą obliczeń kwantowych, która opiera się na twierdzeniu adiabatycznym do wykonywania obliczeń 1 i jest ściśle powiązana i może być uważana za podklasę wyżarzania kwantowego.

Inną analogią, prawdopodobnie równie niesprawiedliwą jak poprzednia, jest to, że AQC to kucyk jednopłatowy . Ogranicza to, co potrafi, ale robi to szybko i dobrze.

• Więc pytam:

  Wiem, że fala D twierdzi, że używa pewnego rodzaju wyżarzania kwantowego. Czy istnieje (nie) dowód na to, że fala D faktycznie wykorzystuje wyżarzanie kwantowe (z efektem) w swoich obliczeniach?

  Czy jednoznacznie wykazano, że fala D jest (nie) skuteczna? Jeśli nie, to czy istnieje jasny przegląd pracy, aby spróbować tego?

Istnieje dowód na to, że jest skuteczny, gdy jest właściwie używany do robienia tego, do czego został przeznaczony:

„ Platforma Blockchain z próbą działania w oparciu o analogowe optymalizatory hamiltonowskie ” autorstwa Kirill P. Kalinin, Natalia G. Berloff, 27 lutego 2018 r.

University of Cambridge, „ Polariton Graph Simulator (Optimizer): analog Hamilton Hamilton simulaton ”, Natalia Berloff.

„ Wydajność sprzętu do wyżarzania kwantowego ” Damiana S. Steigera; Bettina Heim, 22 października 2015 r.

Istnieją ważni poplecznicy i niektórzy sceptycy D-Wave.

Obawy wyrażone w komentarzach - aktualizacja: 19 marca 2018 r .:

Oto artykuł Nature.com zatytułowany: „ Trioda dla kwantów strumienia magnetycznego ”, który wyjaśnia użycie wirów Abrikosowa do przechowywania skwantowanych bitów informacji, wyjaśniony (lub nie) w artykule: „ Pojedyncze wiry Abrikosowa jako skwantowane bity informacji ”.

Uproszczony analogię że qubity kwantowe są (w ogóle), takie jak pamięci magnetyczne rdzenia różnica jest:

• Pojedynczy rdzeń magnetyczny zawiera cyfrę binarną , nieco (jak ułamek litery w książce, więc użyłbyś 8 bitów do przedstawienia więcej niż tylko litery, ale całego alfabetu ASCII , cyfr liter i kodów kontrolnych). Trochę musiałoby być w tym czy innym stanie.

• Kubit, wykorzystując mechanikę kwantową, umożliwia kubitowi nałożenie się na oba stany jednocześnie, właściwość podstawową dla obliczeń kwantowych. Qbit może być w jednym stanie, w drugim lub w obu; potraktuj to jako sterydy na sterydach, ponieważ kubity mogą wykonywać dwa obliczenia jednocześnie (i dlatego są one porównywalne i nieporównywalne, superpozycja obu stanów; nowy sposób myślenia).

Spójrz na ten obraz pamięci magnetycznej i procesora kwantowego - zupełnie inny niż procesor x86:

W tym filmie D-Wave znajduje się proste wyjaśnienie znaczenia i stopnia dowodu zatytułowanego: „D-Wave Lab Tour Tour 3 (of 3) - The D-Wave Processor”.

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