IBM နှင့် သုတေသနလုပ်ဖော်ကိုင်ဖက်သုံးခုဖြစ်သည့် ချီကာဂိုတက္ကသိုလ်၊ Algorithmiq နှင့် Qedma တို့သည် ကွမ်တမ်အားသာချက်ဆိုင်ရာ တောင်းဆိုချက်များအတွက် ဘုံအတားအဆီးတစ်ခုဖြစ်သည့် ဂန္ထဝင်စနစ်များက တိုက်ရိုက်ပြန်လည်ထုတ်လုပ်၍မရသော ရလဒ်များအပေါ် ယုံကြည်မှုတည်ဆောက်ခြင်းအပေါ် အာရုံစိုက်သည့် ကွမ်တမ်ကွန်ပျူတာလေ့လာမှုများကို သီးခြားထုတ်ဝေခဲ့သည်။
ဤလုပ်ငန်းတွင် encoded logical circuits၊ quantum-material simulations နှင့် error-mitigated many-body physics များ ပါဝင်သည်။ တစ်ခုချင်းစီတွင်၊ IBM Quantum Heron processors များကို အသုံးပြု၍ ပါဝင်သည့်အဖွဲ့များက ဦးဆောင်နေသော classical simulation ချဉ်းကပ်မှုများ၏ လက်တွေ့စွမ်းရည်များထက် ကျော်လွန်နေသည်ဟု ဖော်ပြထားသော workloads များကို လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ လေ့လာမှုများနှင့် အခြေခံရလဒ်များကို ဆက်လက် benchmarking ပြုလုပ်နိုင်ရန်အတွက် IBM ၏ Quantum Advantage Tracker မှတစ်ဆင့် ထုတ်ပြန်ခဲ့သည်။
ချီကာဂိုတက္ကသိုလ်နှင့် ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်မှုသည် ကျပန်းဆားကစ်နမူနာယူခြင်းအတွက် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ထားသော အခြားရွေးချယ်စရာတစ်ခုကို သရုပ်ပြခဲ့ပြီး၊ ၎င်းသည် ဆားကစ်ရှုပ်ထွေးမှုတိုးလာသည်နှင့်အမျှ အတည်ပြုရန်ခက်ခဲလာသည့် အသုံးများသော quantum-advantage benchmark တစ်ခုဖြစ်သည်။ IBM သည် doped Clifford sampling ဟုခေါ်သော နည်းပညာသည် Clifford ဆားကစ်ကို spacetime code တွင်ထည့်သွင်းပြီးနောက် non-Clifford T gates များကို ဗျူဟာကျကျထည့်သွင်းပေးသောကြောင့် တွက်ချက်မှုကို ရိုးရာအရခက်ခဲစေပြီး လုပ်ဆောင်မှုအလယ်တွင် အမှားများကို ထောက်လှမ်းရန် လိုအပ်သော syndrome စစ်ဆေးမှုများကို ထိန်းသိမ်းထားသည်။ စာတမ်း၏ အမည်မှာ “အတည်ပြုနိုင်သော မြင့်မားသော fidelity ဖြင့် hard circuits များကို နမူနာယူခြင်း” ဖြစ်သည်။
ဒီစမ်းသပ်မှုမှာ logical qubits ၇၀ ကို လုပ်ဆောင်ခဲ့ပြီး logical two-qubit လုပ်ဆောင်ချက် ၂၄၁၅ ခုနဲ့ logical T gates ၄၆၈ ခုကို လုပ်ဆောင်ခဲ့ပါတယ်။ ဒီနှစ်ခုစလုံးဟာ circuit ရှုပ်ထွေးမှုကို တိုင်းတာတဲ့ တိုင်းတာမှုတွေ ဖြစ်ပါတယ်။ IBM နဲ့ တက္ကသိုလ်က အခြေခံ physical error rates တွေထက် ထိရောက်တဲ့ logical error rates ဆယ်ဆခန့် လျော့နည်းတယ်လို့ အစီရင်ခံခဲ့ပြီး အဲဒါက အဲဒီ gate count တွေမှာ circuit fidelity မြင့်မားစေခဲ့တာပါ။ quantum computation ဟာ မိနစ် ၁၅ ခန့်အတွင်း ပြီးစီးခဲ့ပြီး သုတေသီတွေက ဦးဆောင် classical simulation ချဉ်းကပ်မှုတွေက ကန့်သတ်ချက်တွေနဲ့ ရင်ဆိုင်ခဲ့ရတယ်လို့ ပြောပါတယ်။ IBM က ၎င်းကို ကမ္ဘာ့အကြီးဆုံး လူသိများတဲ့ error correction demonstrations တွေထဲက တစ်ခုအဖြစ် ဖော်ပြထားပြီး ရလဒ်က classical ထက်ကျော်လွန်တဲ့ workload နဲ့ execution fidelity မှာ statistically lower bound ကို တွဲဖက်ပေးထားတာကြောင့် အရေးကြီးပါတယ်။
“ကျွန်ုပ်တို့သည် ယခုအခါ ကွမ်တမ်အားသာချက်ခေတ်တွင် ခိုင်မာစွာရောက်ရှိနေပါပြီ” ဟု IBM သုတေသနဒါရိုက်တာနှင့် IBM Fellow ဖြစ်သူ Jay Gambetta က ပြောကြားခဲ့သည်။ “ကျွန်ုပ်တို့သည် ဂန္ထဝင်ကွန်ပျူတာများ၏ လက်တွေ့လက်လှမ်းမမီသော ကွမ်တမ်တွက်ချက်မှုကို သရုပ်ပြခဲ့ပြီး ၎င်းသည် ၎င်းကို မည်မျှသစ္စာရှိစွာ အကောင်အထည်ဖော်ခဲ့သည်ကို စာရင်းအင်းဆိုင်ရာ ယုံကြည်မှုဖြင့် နိမ့်ကျသောကန့်သတ်ချက်ကို ချမှတ်ပေးပါသည်။ ဤမှတ်တိုင်သည် သိပ္ပံပညာရှင်များ၊ ဆော့ဖ်ဝဲရေးသားသူများနှင့် စီးပွားရေးလုပ်ငန်းများအား ကျွန်ုပ်တို့ ဂန္ထဝင်နည်းလမ်းဖြင့် အောင်မြင်နိုင်သည်ထက် များစွာကျော်လွန်သော ပြဿနာများကို ကျော်လွှားနိုင်သည့်အခါ ကွမ်တမ်ကွန်ပျူတာများကို ယုံကြည်ရန် အုတ်မြစ်သစ်တစ်ခုကို ပေးပါသည်။”
Algorithmiq ၏ လေ့လာမှုတွင် IBM Quantum Heron ပရိုဆက်ဆာကို အသုံးပြု၍ ကွဲပြားသော quantum ပစ္စည်းကို simulate လုပ်ခဲ့ပြီး၊ ၎င်းသည် မမှန်သော local properties၊ interfaces နှင့် ချိန်ညှိနိုင်သော microscopic couplings များပါရှိသော စနစ်များကို ကိုယ်စားပြုရန် တည်ဆောက်ထားသော မော်ဒယ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ထိုအကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် catalyst များနှင့် battery electrolytes ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများအတွက် အရေးကြီးပြီး၊ local disorder သည် စွမ်းအင်၊ အမှုန်အမွှားများနှင့် သတင်းအချက်အလက်များ၏ ရွေ့လျားမှုကို ပြောင်းလဲစေသည်။ အဖွဲ့သည် Loschmidt echo operator ကို ခန့်မှန်းရန် quantum algorithm တစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့ပြီး၊ ၎င်းသည် သတင်းအချက်အလက်များ မည်သို့ပျံ့နှံ့သွားသည်ကို ခြေရာခံသည့် ပမာဏတစ်ခုဖြစ်ပြီး 56 qubits တွင် လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။
workload ကို ရှစ်လก่อนက Quantum Advantage Tracker မှတစ်ဆင့် ပထမဆုံးထုတ်ဝေခဲ့ပြီး IBM နှင့် Algorithmiq တို့က ထိုအချိန်မှစ၍ မည်သည့်ဂန္ထဝင်နည်းလမ်းမှ ပြဿနာစနစ်တစ်ခုလုံးတွင် ရလဒ်များကို ယုံကြည်စိတ်ချစွာ ပြန်လည်ထုတ်လုပ်နိုင်ခြင်းမရှိကြောင်း ပြောကြားခဲ့သည်။ အနည်းဆုံး ဦးဆောင်ဂန္ထဝင် simulation အဖွဲ့သုံးဖွဲ့မှ နည်းလမ်းများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ပဋိပက္ခဖြစ်စေသော ခန့်မှန်းချက်များနှင့် ကွမ်တမ်ရလဒ်နှင့် ပဋိပက္ခဖြစ်စေခဲ့သည်။ မရရှိနိုင်သော တိကျသောအဖြေကို အားကိုးမည့်အစား အဖွဲ့သည် ထိန်းချုပ်ထားသော ဆူညံသံထိုးသွင်းခြင်း၊ ပြုပြင်ထားသော ဂိတ်ချိန်ညှိခြင်းနှင့် device-noise modeling တို့ကို အသုံးပြုခဲ့ပြီး IBM က ဆူညံသံပရိုဖိုင်အမျိုးမျိုးရှိသော ကွမ်တမ်ကွန်ပျူတာငါးလုံးတွင် ထိရောက်စွာ လုပ်ဆောင်ခဲ့ပြီး ဆူညံသံအခြေအနေများ ပြောင်းလဲလာသည်နှင့်အမျှ ကွမ်တမ်ရလဒ်သည် တည်ငြိမ်နေမည်လားဆိုသည်ကို စမ်းသပ်ခဲ့သည်။
Algorithmiq သည် ၎င်း၏ ဂန္ထဝင် မော်လီကျူး-မြေပြင်-အခြေအနေ သရုပ်ဖော်နည်းလမ်းများကို အခြေခံထားသည့် benchmark package တစ်ခုဖြစ်သည့် monoprop ကိုလည်း ထုတ်ပြန်ခဲ့သည် ။ ဤဆော့ဖ်ဝဲသည် ပြင်ပသုတေသီများအား ရရှိနိုင်သော ဂန္ထဝင်နည်းပညာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်၍ အနာဂတ် quantum-advantage တောင်းဆိုချက်များကို စမ်းသပ်နိုင်စေရန် ရည်ရွယ်ပါသည်။
“IBM နှင့် ဤပူးပေါင်းဆောင်ရွက်မှုသည် ၁၉၈၂ ခုနှစ်တွင် Richard Feynman မှ ပထမဆုံးအဆိုပြုခဲ့သော အကြံဥာဏ်တစ်ခုကို အကောင်အထည်ဖော်ခဲ့သည်” ဟု Algorithmiq ၏ ပူးတွဲတည်ထောင်သူနှင့် CTO ဖြစ်သူ Matteo Rossi က ပြောကြားခဲ့သည်။ “တူညီသောရူပဗေဒမှတည်ဆောက်ထားသော ဒစ်ဂျစ်တယ် quantum processor ကို အသုံးပြု၍ quantum matter ကို simulate လုပ်ခြင်းဖြင့် သုတေသီများအား ၎င်းကို ဂန္ထဝင်နည်းဖြင့် ငြင်းဆိုရန် ကြိုးစားလိုသူတိုင်းအတွက် ပွင့်လင်းသော ချိန်ညှိနိုင်သော၊ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာစိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းသော မော်ဒယ်တစ်ခုကို ကျွန်ုပ်တို့ ပေးစွမ်းနိုင်ပါသည်။ ၎င်းသည် တောင်းဆိုမှုများသော စမ်းသပ်မှုတစ်ခုဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ရှစ်လကြာ ပွင့်လင်းသောစိန်ခေါ်မှုကို ခံနိုင်ရည်ရှိခဲ့ပြီး ဆက်လက်၍လည်း ရှိနေပါသည်။”
Qedma၊ IBM၊ RIKEN နှင့် BlueQubit တို့သည် IBM Quantum Heron ဟာ့ဒ်ဝဲတွင် Qedma ၏ Quantum Error Suppression and Error Mitigation (QESEM) ဆော့ဖ်ဝဲကို အသုံးပြု၍ ရှည်လျားသော quantum ဒိုင်းနမစ်ကို ပုံစံတူပြုလုပ်ရန်အတွက် ရူပဗေဒပညာရှင်များသည် စည်းချက်ညီသော ပြင်ပမောင်းနှင်မှုအောက်တွင် ပစ္စည်းတစ်ခု၏ သံလိုက်ဂုဏ်သတ္တိများ မည်သို့ပြောင်းလဲလာသည်ကို လေ့လာရန် အသုံးပြုသည့် two-dimensional Floquet Ising စနစ်တွင် ပုံစံတူပြုလုပ်ရန် တတိယမြောက်လေ့လာမှုကို တင်ပြခဲ့သည်။ Heron စနစ်နှင့် QESEM နှစ်မျိုးလုံးကို cloud တွင် ရရှိနိုင်သောကြောင့် စီးပွားဖြစ်ရရှိနိုင်သော hardware နှင့် software ကို အသုံးပြု၍ quantum အားသာချက်ကို ရရှိခြင်းမှာ ဤသည်မှာ ပထမဆုံးအကြိမ်ဖြစ်သည်ဟု Qedma က ပြောကြားခဲ့သည်။ ကုမ္ပဏီများသည် ultrafast optoelectronics နှင့် light-induced superconductors များတွင် အသုံးချမှုများကို ထောက်ပြကြသည်။
IBM Quantum 133 Qubit HERON
အဖွဲ့သည် qubits ၇၄ ခုအထိပါဝင်သော simulation များကို အစီရင်ခံတင်ပြခဲ့သည်။ ၎င်းသည် quantum ရလဒ်များကို RIKEN ၏ Fugaku စူပါကွန်ပျူတာနှင့် BlueQubit မှ simulation များအပါအဝင် classical method အများအပြားနှင့် နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။ စမ်းသပ်ထားသော အကြီးမားဆုံး scale တွင် classical approaches များသည် တသမတ်တည်း ကိုက်ညီမှုမရှိသော်လည်း error-mitigated quantum ရလဒ်များသည် consistent oscillatory behavior ကို ပြသခဲ့သည်။
Qedma ရဲ့ အတည်ပြုချက်လုပ်ငန်းစဉ်ဟာ ဘက်မလိုက်တဲ့ အမှားလျှော့ချရေးနည်းလမ်းကို ရိုးရာတွက်ချက်မှုတွေနဲ့ နှိုင်းယှဉ်ခဲ့ပြီး နောက်ဆုံးနည်းလမ်းကတော့ ယုံကြည်စိတ်ချရတဲ့ နည်းလမ်းဖြစ်ခဲ့ပါတယ်။ အဲဒီနောက် သုတေသီတွေဟာ ပိုကြီးတဲ့စနစ်တွေနဲ့ ပိုရှည်တဲ့ အကောင်အထည်ဖော်ချိန်တွေဆီ workload ကို တိုးချဲ့ခြင်းမပြုမီ အတည်ပြုထားတဲ့ရလဒ်တွေနဲ့ နှိုင်းယှဉ်ပြီး ပိုမိုတိုးချဲ့နိုင်တဲ့ လျှော့ချရေးနည်းလမ်းကို benchmark လုပ်ခဲ့ပါတယ်။ ဒီလေ့လာမှုဟာ စက်ပစ္စည်းတစ်ခုချင်းစီရဲ့ artifacts တွေကနေ simulated physics ကို ခွဲခြားသိရှိနိုင်ဖို့ Quantinuum trapped-ion systems အပါအဝင် သီးခြား quantum hardware တွေရဲ့ အပြုအမူကိုလည်း အကဲဖြတ်ခဲ့ပါတယ်။
လေ့လာမှုသုံးခုပေါင်းစပ်လိုက်သောအခါ၊ လေ့လာမှုသုံးခုသည် runtime နှိုင်းယှဉ်မှုများထက်ကျော်လွန်၍ quantum advantage အကြောင်းဆွေးနွေးမှုကို ရွှေ့လျားစေသည်။ ၎င်းတို့သည် ပြန်လည်ထုတ်လုပ်နိုင်မှု၊ အမှားလက္ခဏာဖော်ပြမှု၊ cross-platform validation နှင့် open benchmarking တို့ကို အာရုံစိုက်ပြီး quantum စနစ်များကို ဂန္ထဝင် simulation ကန့်သတ်ချက်များထက် ကျော်လွန်သော သိပ္ပံနည်းကျကွန်ပျူတာ workloads များအတွက် ယုံကြည်စိတ်ချရသောတူရိယာများအဖြစ် မသတ်မှတ်မီ လိုအပ်မည်ဖြစ်သည်။
အမေဇုံ