AMD 提出隐形传态新专利提升量子计算效率

AMD 专利
wanwan (42055)发表于 2021年09月03日 15时00分 星期五
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AMD 的一组研究人员提交一项专利申请尝试使用传统的多SIMD(单指令、多数据)方法探索出一种更高效、更可靠的量子计算架构。根据申请内容,AMD 正在研究的这套系统将使用量子隐形传态来提高量子系统的可靠性,同时减少特定计算所需要的量子比特数量。其目标在于缓解因系统不稳定性而造成的规模扩展问题及计算错误。AMD 的这项专利名为“具备可靠计算能力的多SIMD量子处理器的隐形传态展望”,旨在以新颖且高效的方式提高量子系统的稳定性、可扩展性与性能。它描述了一种基于量子处理区域的量子架构:芯片中包含多个已经容纳或者可以容纳量子比特的区域,它们会在处理管道中等待状态转换。AMD 的方法希望减少复杂计算所需要的量子比特数量,经由量子隐形传态这一以往常见于科幻小说的概念改进现有量子架构。

AMD 的设计能跨区域传送量子比特,使得理论上需要按顺序执行的工作负载得以通过乱序方式进行处理。有序执行意味着上一条指令与下一条指令之间存在依赖关系,因此工作负载必须按顺序一步步处理,只有上一条指令完全结束、下一条指令才能开始执行。更重要的是,芯片需要先理解上一步的结果与计算方法,才能推进下一步。这种方式必须导致部分芯片资源(在量子架构中为量子比特)处于闲置,直至轮到它们执行下一个计算步骤。另一方面,乱序执行则会分析给定的工作负载,确定其中哪些部分依赖于先前的结果、哪些不依赖,而后直接执行那些不依赖于先前结果的指令,由此增加并行性以提高整体性能。AMD 的这项专利还包含一款嵌入至架构内的处理器方案前瞻,其负责分析输入工作负载、预测可以并行处理的步骤(以及不能并行处理的步骤),并使用量子传送技术在各个SIMD区域中的量子比特之间适当分配工作负载。专利中并没有具体描述这种量子隐形传态的发生机制,看起来这才是真正的技术核心,AMD 不打算过早将其公之于众。