D-Wave'in “Pegasus” mimarisi nedir?

D-Wave'in Pegasus mimarisinin Chimera mimarisinden farkı nedir?

— user1271772
kaynak

Yanıtlar:

Pegasus, D-Wave'in mimarisinde D-Wave One'dan bu yana ilk temel değişikliktir.

D-Wave Two, 2X ve 2000Q'nun tümü, birim hücrelerden oluşan "Chimera" mimarisini kullandı. $K_{4,4}$ grafikleri. Dört nesil D-Wave makineleri, aynı olan daha fazla birim hücre ekleyerek daha fazla kubit ekledi.

Pegasus'ta, birim hücrelerin gerçek yapısı ilk kez temelden değişti. Her bir kübitin en fazla 6 kubite sahip olabileceği Chimera grafiği yerine, Pegasus grafiği her bir kübitin diğer 15 kubite birleşmesine izin verir.

680 Pegasus kübiti ile zaten bir makine yapılmıştır (bunu D-Wave 2000Q'daki 2048 Chimera kubitiyle karşılaştırın).

Çalışma dört gün önce D-Wave'den Trevor Lanting tarafından sunuldu:

— user1271772
kaynak

Şimdi D-Wave'in networkx sürümü ile Pegasus grafikleri oluşturabilirsiniz. Minör algoritması ile birlikte, sorunlarınızın yeni mimarilerine dahil olup olmayacağını kontrol edebilirsiniz: github.com/dwavesystems/dwave_networkx/commit/…

— Mark Fingerhuth

Yinelenen slaytlarla PDF sunumu .

— 18'de

AQC'deki konuşmanın videosu youtube.com/watch?v=05ovPNxmfjE&feature=youtu.be

— Davide Venturelli

Bu geç katkının anlamsız bir katkı olmayacağını umuyoruz, ancak yukarıdaki yorumlardan birinde belirtildiği gibi, NetworkX'in D-Waves sürümünü kullanarak Pegasus ağını görselleştirebilirsiniz. Buraya D-Wave NetworkX kullanarak Pegasus 2 (P2) ve Pegasus 6 (P6) mimarilerinin birkaç görüntüsünü ekledim.

Pegasus'u ilginç bulmamın nedeni, mimarinin tek sayı döngülerine ve elbette maksimum derecede bariz ölçeklenmeye izin vermesidir. Chimera'nın garip döngülere sahip olmasının teorik yetersizliği sınırlayıcıdır, ancak pratik olarak küçük gömme teknikleri ve belki de kusurlu kimera kullanılarak yaklaşık olarak tahmin edilebilir, ancak elbette Pegasus tamamen üstesinden gelir.

— DTOC
kaynak

Bunlar güzel çizimler! Ama bu görüntülerden ya da yorumlarda diğer cevaba bağlanan DWAVE sunumundan kolayca belirleyemediğim şey şu: --- Pegasus mimarisinin grafik yapısının güzel bir matematiksel açıklaması var mı? Yorumlarınızdan anlaşılıyor ki, bipartit bir grafik değil (başlamak için iyi bir yer) ve diyagramlar, kare bir kafes üzerindeki en yakın komşu yapı gibi bir şeyin bir rol oynadığını gösteriyor. Ancak tepe ve kenar setlerinin ne olduğunu az çok kesin olarak tanımlamak mümkün mü?

— Niel de Beaudrap

@NieldeBeaudrap Tepe çiftlerinin listesini oluşturan kodu mu soruyorsunuz?

— Andrew O

@AndrewO: Bu olurdu; ancak eğer varsa, basit bir matematiksel belirtim demek istedim.

V = Z_{k} \times Z_{n}

$V = \mathbb Z_k \times \mathbb Z_n$ ,

E = {{(a, b), (a^{'}, b^{'})} : a, a^{'} \in Z_{k}, b, b^{'} \in Z_{n}, a^{'} \in {a - 1, a, a + 1}, b^{'} \in {b - 1, b, b + 1}}

$E = \{ \, \{(a, \! b), (a'\!, \! b') \} \, : \, a, a' \in \mathbb Z_k, \; b, b'\in \mathbb Z_n, \; a' \in \{a{-}1,a,a{+}1 \},\; b' \in \{b{-} 1,b,b{+}1\} \, \}$ tarafından parametrelenen bir grafiği belirtir

n

$n$ ve

k

$k$ .

— Niel de Beaudrap

@NieldeBeaudrap Size bazı dosyalar gönderdim. Ayrıca, yakından bakarsanız hala K44 bipartit hücresine sahiptir. Her "L" şekli bir K44 birim hücredir. Yüklü D-Wave'iniz varsa, grafiği nasıl oluşturduklarını görmek için pegasus.py dosyasını arayabilirsiniz. Resim Ekim 2017'de ilk çıktığında kendime hack'lenmiş versiyonum var.

— Andrew O

@AndrewO: Dosyalar için teşekkürler. 'L hücrelerinin' K44 olduğunu bilmek güzel. Ayrıca, her L'nin 'sütunları' ile L'nin hemen 'doğu'-güney-doğusundaki 'sırasının' sol yarısı arasında yinelenen bir K42 örüntüsü görüyorum; ve ayrıca her bir L'nin 'sıraları' ile L'nin sütununun hemen yarısı arasında kuzey-kuzey-batıya --- üçgen şeklinde bir kafes yapısında düzenlenmiş ve uzun sıralar ve sütunlarda kübit zincirleri de vardır. . Kodları incelemek veya bu gözlemleri resmileştirmek için bir yerlerde pegasus.py bulabilir miyim diye bakmaya çalışacağım.

— Niel de Beaudrap

D-Wave'in Pegasus mimarisinin Chimera mimarisinden farkı nedir?

Görmek: " Pegasus: Büyük ölçekli kuantum tavlama donanımı için ikinci bağlantı grafiği " (22 Ocak 2019), Nike Dattani (Harvard), Szilard Szalay (Wigner Araştırma Merkezi) ve Nick Chancellor (Durham). Rakamlar açık kaynak kodlu PegasusDraw ile yapıldı .

"İlk ticari kuantum yıldönümünün (2011'de piyasaya sürülen D-Wave One) 128 kubiti (Chimera (ilk olarak 2009'da halka açık olarak tanımlanmış [1]) adlı bir grafikle bağlanmıştır, ki bu tarif edilmesi oldukça kolaydır: $K_{4,4}$ grafikler, her birinin bir tarafı $K_{4,4}$ aynı karşılık gelen tarafa bağlı olmak $K_{4,4}$ doğrudan üstündeki ve altındaki hücreler ve diğer taraf, $K_{4,4}$ sağındaki ve solundaki hücreler (bkz. Şekil 1). Her bir kübit kendi içinde 4 kubite bağlandığından, kübitler diğer 6 kubite kadar birleşebilir $K_{4,4}$ birim hücre ve içinde 2 kubit $K_{4,4}$ üstündeki ve altındaki veya sol ve sağındaki hücreler. Bugüne kadar inşa edilen tüm ticari kuantum tavlayıcılar, sadece daha büyük ve daha fazla sayıda $K_{4,4}$ hücreleri (bakınız Tablo 1).
$\begin{array}{lc} Dizisi K_{4, 4} hücreler & Toplam kubit sayısı \\ D-Dalgası Bir & 4 x 4 & 128 \\ D-Dalgası İki & 8 x 8 & 512 \\ D-Dalgası 2X & 12 x 12 & 1152 \\ D-Dalgası 2000Q & 16 x 16 & 2048 \end{array}$ $\begin{array}{lc} &\text{Array of }K_{4,4}\text{ cells} & \text{Total # of qubits} \\ \text{D-Wave One} & 4 \times 4 & 128 \\ \text{D-Wave Two} & 8 \times 8 & 512 \\ \text{D-Wave 2X} & 12 \times 12 & 1152 \\ \text{D-Wave 2000Q} & 16 \times 16 & 2048 \end{array}$ $Tablo I: Şimdiye kadar tüm ticari nicelikçilere ait kimera grafikleri.$ $\text{Table I: Chimera graphs in all commercial quantum annealers to date.}$

D-Wave, 2018'de Chimera'nın sunduğundan daha fazla bağlantıya sahip (henüz ticari olmayan) bir kuantum yıllık yapımcısının ve kullanıcıların belirli Pegasus grafiklerini oluşturmasına izin veren bir programın (NetworkX) yapımını duyurdu. Bununla birlikte, Pegasus'ta grafik bağlantısının açık bir açıklaması henüz yayınlanmamıştır, bu yüzden bunu belirlemek için tersine mühendislik sürecini uygulamak zorunda kaldık ve aşağıdaki bölümde Pegasus üretmek için oluşturduğumuz algoritma açıklanmaktadır.

[1]H. Neven, VS Denchev, M. Drew-Brook, J. Zhang, WG Macready ve G. Rose, NIPS 2009 Gösteri: Kuantum Tavlamanın Donanım Uygulamasını Kullanan İkili Sınıflandırma, Tech. Temsilcisi (2009).

Bu makalede, D-Wave'den Kelly Boothby tarafından doğrulanan birkaç düzine çizim var, fazla alıntı yapmak istemiyorum; Ben onun özünü ele aldığımı düşünüyorum.

Birkaç nokta:

Her kübit 6 endeksle ilişkilidir: (x, y, z, i, j, k).
Köşelerin derecesi (15'tir), sınırdaki hücreler hariç olmak üzere, Chimera'nın derecesine (6'dır) kıyasla 2,5 kat artmıştır.
Pegasus'un düzlemsel olmama durumu, bir D-Dalgası üzerinde polinom zamanda çözülemeyen ikili optimizasyon problemlerinin sayısını genişletir.
Bir yardımcı kubit gerektiren tek kübik terimler için tüm kuadratizasyon cihazları, Pegasus'un üzerine başka yardımcı kubitler olmadan gömülebilir $K_4$ diğer bir deyişle, üç mantıksal kubit ve yardımcı kubit de küçük gömme olmadan herhangi bir şekilde bağlanabilir.

Ayrıca bakınız: " Kesikli optimizasyon ve kuantum mekaniğinde kuadratizasyon ", (14 Ocak 2019), Nike Dattani. GitHub kaynak kodu .

— soymak
kaynak