D-Wave的硬件性能胜过传统计算机

在D-Wave＆＃39;历史上，该公司对其Quantum Ennevers优于传统CPU运行的Quantum Ennealer优越的算法。这些声明结果为时期，因为对这些算法的改进将传统的硬件拉回前面。从那时起，即使它带出了新的硬件，公司已经更加针对性索赔。

但在最新的硬件的过程中，该公司显然对性能进行了更感兴趣的。它最近与谷歌科学家合作，与古典算法相比表现出显着提升，随着古典算法，差距变得复杂 - 虽然公司＆＃39;科学家对寻找方式的前景非常前期进一步提升古典硬件。尽管如此，甚至还有很多警告，所以它的价值＆＃39;值得详细看看公司所做的事情。

D-Wave＆＃39; S系统基于连接到其一些邻居的大量量子设备。每个设备可以分别设置其状态，然后将设备赋予影响其邻居的机会，因为系统移动通过不同状态，各个设备改变其行为。这些转换是相当于执行操作。并且由于这些装置的量子性质，硬件似乎能够＆＃34;隧道＆＃34;对于新的国家，即使它们之间的唯一路线涉及不可能达到的高能量状态。

最后，如果系统运行，则可以将设备的最终状态作为由操作执行的计算的答案读出。并且由于量子效应，它可以提供经典计算机可能难以到达的解决方案。

然而，验证这个想法已经证明有挑战性，如上所述。系统所做的最佳选择是在模拟量子系统中，看起来很像Quantum退火硬件本身。和＃39;这是D-Wave / Google团队在这里完成的。该问题可以描述为量子磁体阵列，每个磁体的方向影响其邻居。当所有磁铁和＃39;邻居具有相反的方向时，系统处于最低能量状态。然而，根据阵列的精确配置，可能不可能满足。

现在，想象一下，您可以在磁铁中的配置中启动系统，其中磁铁在稳定状态下 - 邻近磁体具有相同方向的情况太多。磁铁将开始翻转以便到达那里，但在过程中，他们可能会导致他们的邻居翻转。整件事可以通过各种中间配置来实现稳定性的方式。由于设备的量子性质＆＃39; S组件，通过不同状态的进展可能涉及到我们非量子大脑的一些步骤，难以理解。

此系统有趣几个原因：它＆＃39;＆＃39;何种可接近的方式来检查复杂量子行为以及其他有趣的问题可以映射到其行为。因此，研究人员已经弄清楚了如何使用计算机算法来查看其行为。研究团队的人说，显示最高的性能是＆＃39; s被称为路径积分蒙特卡罗。 ＆＃34;路径积分＆＃34;简单地表明起始状态和低能量状态之间存在多个有效路径，并且软件看起来是它们的子集，因为有这么多。 ＆＃34;蒙特卡罗＆＃34;表明随机选择样品的路径。

但是D-Wave系统看起来很像一个量子磁体阵列，因此可以对其进行配置，使其行为与所建模的对象非常相似。正确配置D-Wave机器有可能使它非常有效地概述正在建模的系统的行为。

这就是团队为论文所尝试的，但是发现存在一个小问题。使用传统的计算算法，可以很容易地从根本上停止系统并查看其发展方式。使用D-Wave系统，事情发展得如此之快，以至于最终无法进行采样。相反，研究人员不得不安排一些相当折磨的配置，以使D-Wave硬件的运行速度减慢足够长的时间，以了解正在发生的情况。

团队关心的绩效评估不是最终状态；取而代之的是，它试图找出给定的磁体配置要花多长时间才能达到稳定的平衡状态。

为了产生这种效果，研究人员发现D-Wave硬件可以胜过他们使用的x86 CPU（具有26个内核的超线程Xeon）。随着研究团队增加了磁体的复杂性，优势也越来越大。排列，最快可达到300万倍。而且，尽管整个D-Wave系统没有表现为单个量子对象，但存在的量子相互作用大于D-Wave硬件中最小的磁体组（四个一组）。

首先，性能差距介于单个至强处理器和需要机柜大小的冷却系统并消耗大量能源的芯片之间。如果经典计算机算法需要增加处理器，就可以相对简单地将其放在群集中，并从D-Wave的速度优势中获取很大的一部分。但是Ars＆＃39;自己的克里斯·李（Chris Lee）指出，即使在比较简单的问题上，至强（具有26个内核）也一直在努力提高复杂性。这可能表明，我们可以期望在问题上投入更多处理器只会带来有限的收益。

也就是说，D-Wave也没有充分发挥其优势。尽管它最近推出了新一代处理器，但该工作是在实验性处理器上完成的，这是新一代开发的一部分。它具有与上一代硬件相同的硬件布局-量子设备之间的数量和连接相同。但是它是采用新的制造工艺制成的，该工艺降低了系统噪音，并已在最新一代芯片中得到充分利用。

另外，新一代芯片上的量子设备增加了一倍以上，并增强了它们之间的连接性。这些进步将使系统能够对更大，更复杂的磁体阵列进行建模，从而扩大D-Wave的优势。

最后，工作背后的团队强调，也可能有方法可以优化古典算法的性能，说，＆＃34;我们的研究不构成对所有可能的古典方法的优越性的演示。＆＃34;这一切怎样摇晃无疑会随着额外的工作而来的，因此我们可能没有更新性能持续到几年。

仍然，它＆＃39; D-Wave再次对性能感兴趣了解。该公司最近宣布它已经调整了控制软件，以便特定类型的操作（二次无约束二进制优化）可以由D-Wave机器使用，并发送到Qiskit软件包，允许它在IBM上运行＆ ＃39; S量子计算机。这对公司＆＃39;用户群有意义;大量的基础是由简单地试图确保他们的公司组成的基础;重新为任何破坏性计算技术进行准备，因此他们正在寻找市场上的所有量子硬件。但在新闻稿中宣布数据，该公司表示这个＆＃34;打开了绩效比较的大门。＆＃34;