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Diseño de parámetros escalables para circuitos cuánticos superconductores con redes neuronales gráficas

Created by
  • Haebom

Autor

Hao Ai, Yu-xi Liu

Describir

En este artículo, proponemos un algoritmo de diseño de parámetros que utiliza redes neuronales de grafos (GNN) para resolver las dificultades en el diseño de chips de computación cuántica superconductores a gran escala. El algoritmo se basa en un mecanismo de "escalamiento en tres pasos" y consta de dos modelos de red neuronal: un estimador basado en aprendizaje supervisado aplicado a circuitos de tamaño mediano y un diseñador basado en aprendizaje no supervisado aplicado a circuitos de gran escala. Al aplicar el algoritmo para mitigar los errores de diafonía cuántica, demostramos que la tasa de error se reduce en un 51% y el tiempo de diseño se acorta de 90 minutos a 27 segundos en comparación con los algoritmos de vanguardia existentes en un circuito cuántico superconductor a gran escala con aproximadamente 870 cúbits. En conclusión, presentamos un algoritmo con rendimiento y escalabilidad mejorados para el diseño de parámetros de chips cuánticos superconductores y demostramos la aplicabilidad de las GNN al diseño de chips cuánticos superconductores.

Takeaways, Limitations

Takeaways:
Se presenta un nuevo algoritmo para resolver los desafíos del diseño de chips de computación cuántica superconductores a gran escala.
Implementación de algoritmos de diseño con mayor eficiencia, eficacia y escalabilidad aprovechando GNN.
Se demostró la viabilidad de una aplicación efectiva para la mitigación de errores de diafonía cuántica.
Se logró una mejora abrumadora en la velocidad (90 minutos → 27 segundos) y una reducción en la tasa de error (51%) en comparación con los algoritmos existentes.
Sugerir la aplicabilidad de GNN en el campo del diseño de chips cuánticos superconductores.
Limitations:
El rendimiento de un algoritmo puede depender del conjunto de datos de entrenamiento.
Es necesario verificar la generalización a diferentes tipos de arquitecturas de chips cuánticos.
Se necesita verificación experimental en computadoras cuánticas reales.
Se necesitan más investigaciones sobre la aplicabilidad general y las limitaciones del mecanismo de "escalamiento de tres pasos".
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