Apakah arsitektur "Pegasus" D-Wave?

Apa perbedaan arsitektur Pegasus D-Wave dengan arsitektur Chimera?

— pengguna1271772
sumber

Jawaban:

Pegasus adalah perubahan mendasar pertama dalam arsitektur D-Wave sejak D-Wave One.

D-Wave Two, 2X, dan 2000Q semuanya menggunakan arsitektur "Chimera", yang terdiri dari sel-sel satuan $K_{4,4}$ grafik. Empat generasi mesin D-Wave baru saja menambahkan qubit lebih banyak dengan menambahkan lebih banyak sel unit yang sama.

Dalam Pegasus, struktur sel unit yang sebenarnya telah berubah secara fundamental untuk pertama kalinya. Alih-alih grafik Chimera tempat setiap qubit dapat memiliki paling banyak 6 qubit, grafik Pegasus memungkinkan setiap qubit untuk berpasangan dengan 15 qubit lainnya.

Sebuah mesin telah dibuat dengan 680 qubit Pegasus (bandingkan dengan 2048 qubit Chimera di D-Wave 2000Q).

Karya ini dipresentasikan oleh Trevor Lanting dari D-Wave, empat hari lalu:

— pengguna1271772
sumber

Anda dapat membuat grafik Pegasus dengan versi D-Wave dari networkx sekarang. Dikombinasikan dengan algoritma minorminer mereka, Anda dapat memeriksa apakah masalah Anda akan melekat

— Mark Fingerhuth

PDF presentasi dengan slide duplikat.

— Indolering

Video pembicaraan di AQC youtube.com/watch?v=05ovPNxmfjE&feature=youtu.be

— Davide Venturelli

Semoga kontribusi yang terlambat ini tidak akan menjadi kontribusi yang tidak berarti, tetapi seperti yang disebutkan dalam salah satu komentar di atas, dengan menggunakan versi D-Waves dari NetworkX Anda dapat memvisualisasikan jaringan Pegasus. Saya telah melampirkan beberapa gambar di sini arsitektur Pegasus 2 (P2) dan Pegasus 6 (P6) menggunakan D-Wave NetworkX.

Alasan saya menganggap Pegasus menarik adalah karena arsitekturnya memungkinkan untuk siklus bilangan ganjil, dan tentu saja skala yang jelas naik dalam derajat maksimum. Ketidakmampuan teoritis untuk Chimera untuk memiliki siklus aneh membatasi, tetapi secara praktis dapat diperkirakan menggunakan teknik embedding kecil dan mungkin chimera tidak sempurna, tetapi tentu saja, Pegasus mengatasi itu sepenuhnya.

— Dtoc
sumber

Ini adalah ilustrasi yang bagus! Tetapi apa yang saya tidak dapat dengan mudah menentukan dari gambar-gambar ini, atau dari presentasi DWAVE terkait dengan komentar ke jawaban yang lain adalah sebagai berikut --- apakah ada deskripsi matematis yang bagus tentang struktur grafik arsitektur Pegasus? Jelas dari komentar Anda bahwa itu bukan grafik bipartit (tempat yang baik untuk memulai), dan diagram menunjukkan bahwa sesuatu seperti struktur tetangga terdekat berikutnya pada kisi persegi memainkan beberapa peran. Tetapi mungkinkah lebih tepatnya mendeskripsikan apa set vertex dan edge?

— Niel de Beaudrap

@NieldeBeaudrap Apakah Anda meminta kode yang menghasilkan daftar pasangan simpul?

— Andrew O

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}}

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

n

$n$

k

$k$

@NieldeBeaudrap Saya mengirimi Anda email beberapa file. Juga, masih memiliki sel bipartit K44 jika Anda perhatikan dengan seksama. Setiap bentuk "L" adalah satu sel satuan K44. Jika Anda telah menginstal barang-barang D-Wave, Anda dapat mencari pegasus.py untuk melihat bagaimana mereka menghasilkan grafik. Saya memiliki versi yang diretas bersama sejak saat gambar pertama kali keluar pada Oktober 2017.

— Andrew O

@AndrewO: Terima kasih untuk file-nya. Sangat menyenangkan mengetahui bahwa 'sel L' adalah K44. Saya juga melihat pola berulang K42 --- antara 'kolom' masing-masing L dan setengah kiri 'baris' L segera ke timur-selatan-timur; dan juga antara 'baris' dari masing-masing L dan bagian bawah kolom L segera ke utara-barat laut --- disusun dalam struktur kisi segitiga, dan beberapa rantai qubit dalam baris dan kolom panjang juga . Saya akan mencoba melihat apakah saya dapat menemukan pegasus.py di suatu tempat untuk membedah kode, atau memformalkan pengamatan ini.

— Niel de Beaudrap

Apa perbedaan arsitektur Pegasus D-Wave dengan arsitektur Chimera?

Lihat: " Pegasus: Grafik konektivitas kedua untuk perangkat keras anil kuantum skala besar " (22 Januari 2019), oleh Nike Dattani (Harvard), Szilard Szalay (Pusat Penelitian Wigner), dan Nick Chancellor (Durham). Angka dibuat dengan perangkat lunak open source mereka PegasusDraw .

$K_{4,4}$ $K_{4,4}$ $K_{4,4}$ $K_{4,4}$ sel di sebelah kanan dan kiri (lihat Gambar 1). Para qubit dapat berpasangan hingga 6 qubit lain, karena setiap qubit berpasangan dengan 4 qubit di dalamnya $K_{4,4}$ $K_{4,4}$ $K_{4,4}$
$\begin{array}{lc} Susunan dari K_{4, 4} sel & Total # qubit \\ D-Wave One & 4 \times 4 & 128 \\ D-Wave Two & 8 \times 8 & 512 \\ D-Wave 2X & 12 \times 12 & 1152 \\ D-Wave 2000Q & 16 \times 16 & 2048 \end{array}$ $\begin{array}{lc} &\text{Array of }K_{4,4}\text{ cells} & \text{Total # of qubits} \\ \text{D-Wave One} & 4 \times 4 & 128 \\ \text{D-Wave Two} & 8 \times 8 & 512 \\ \text{D-Wave 2X} & 12 \times 12 & 1152 \\ \text{D-Wave 2000Q} & 16 \times 16 & 2048 \end{array}$ $Tabel I: Grafik Chimera di semua quantumannealer komersial hingga saat ini.$ $\text{Table I: Chimera graphs in all commercial quantum annealers to date.}$

Pada tahun 2018, D-Wave mengumumkan pembangunan annealer kuantum (belum komersial) dengan konektivitas yang lebih besar daripada yang ditawarkan Chimera, dan sebuah program (NetworkX) yang memungkinkan pengguna untuk menghasilkan grafik Pegasus tertentu. Namun, belum ada deskripsi eksplisit tentang konektivitas grafik di Pegasus, jadi kami harus menerapkan proses reverse engineering untuk menentukannya, dan bagian berikut menjelaskan algoritma yang telah kami buat untuk menghasilkan Pegasus.

[1]H. Neven, VS Denchev, M. Drew-Brook, J. Zhang, WG Macready, dan G. Rose, Demonstrasi NIPS 2009: Klasifikasi Biner menggunakan Implementasi Perangkat Keras Quantum Annealing, Tech. Rep. (2009).

Ada beberapa lusin ilustrasi di koran itu, yang diverifikasi oleh Kelly Boothby dari D-Wave, saya tidak ingin mengutip terlalu banyak; Saya yakin saya sudah membahas intinya.

Beberapa poin:

Setiap qubit dikaitkan dengan 6 indeks: (x, y, z, i, j, k).
Tingkat simpul (yaitu 15) telah meningkat sebesar faktor 2,5 jika dibandingkan dengan tingkat Chimera (yaitu 6), kecuali sel-sel pada batas.
Non-planaritas Pegasus memperluas jumlah masalah optimisasi biner yang belum dapat diselesaikan dalam waktu polinomial pada D-Wave.
$K_4$

Lihat juga: " Quadratization dalam optimasi diskrit dan mekanika kuantum ", (14 Januari 2019), oleh Nike Dattani. Kode sumber GitHub .

— rampok
sumber