量子效用之路上的里程碑
量子物理
2023-05-02 v1 新兴技术
性能
摘要
我们提出量子效用(quantum utility)这一概念，一种评估量子性能的新方法，旨在通过纳入与量子计算相关的开销成本来刻画用户体验。量子处理单元(QPU)对量子效用的演示表明，在考虑计算开销时，该QPU能在一些从业者关注的任务上超越经典求解器。我们考虑QPU独立使用(而非混合计算环境)中产生的开销成本。我们定义了通往大规模量子效用的路径上的三个早期里程碑，聚焦于受限的开销子集：里程碑0考虑纯退火时间(无开销)，已在先前工作中得到演示；里程碑1包含访问QPU的开销时间(即编程与读出)；里程碑2纳入与minor embedding相关的间接成本。我们使用由13个输入类和在CPU与GPU上实现的七个经典求解器组成的测试平台，针对里程碑1和2评估了D-Wave Advantage QPU的性能。对于里程碑1，QPU在99%的测试中超越了所有经典求解器。对于里程碑2，QPU在19%的测试中超越了所有经典求解器，且QPU取得成功的情况对应于经典求解器最频繁失败的场景。对特定输入测试结果的剖析揭示了根本不同的潜在机制，解释了观测到的量子与经典性能轮廓差异。我们提出基于证据的观点：这些差异预示着未来的退火量子处理器将支持在不断扩展的输入类上以及更具挑战性的里程碑上演示量子效用。
引用
@article{arxiv.2305.00883,
title = {Milestones on the Quantum Utility Highway},
author = {Catherine C. McGeoch and Pau Farre},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.00883},
year = {2023}
}