Warum hat D-Wave das Chimären-Diagramm so gewählt wie sie?

D-Wave verwendet einen $(n,k=4)$ -Chimera-strukturierten Graphen in ihren Computern. Dies bedeutet ein Gitter von Einheitszellen, wobei jede Einheitszelle aus einem vollständigen zweigeteilten Graphen auf Knoten ( für jede Seite) besteht, der auch als .2 k = 8 4 K 4 , $n\times n$$2k=8$$4$$K_{4,4}$

Warum hat D-Wave ? Als Argument wird angeführt, dass diese nichtplanare Struktur die Einbettung vieler interessanter Probleme ermöglicht. Jedoch ist auch ein nicht-planare Graphen. Warum also nicht wählen ? Darüber hinaus scheint mir das Erhöhen von eine der einfachsten Möglichkeiten zu sein, die Anzahl der Qubits zu erhöhen, die Ihr Problem hat. Warum also nicht ?K 3 , 3 k = 3 k k = 5 , 6 , $k=4$$K_{3,3}$$k=3$$k$$k=5,6,\dots$

Sie haben Recht, dass nicht planar ist, aber wie Sie selbst sagten, ist ein größeres k viel besser. Wenn sie K 1000 , 1000 machen könnten , wäre das schön, denn jedes Qubit könnte mit 1002 Qubits gekoppelt werden (1000 innerhalb der K 1000 , 1000 und zwei mit den benachbarten Zellen). Stattdessen ist D-Wave auf Probleme beschränkt, die so eingebettet werden können, dass jedes Qubit mit höchstens 6 anderen Qubits gekoppelt wird.$K_{3,3}$$k$$K_{1000,1000}$$K_{1000,1000}$

Der Grund, warum sie kein größeres ist aus physikalischen Gründen. Es ist schwieriger, ein Qubit mit 1002 Qubits zu koppeln, als es mit 6 Qubits zu koppeln. Es ist auch schwieriger, ein Qubit mit 6 Qubits gegenüber 5 Qubits zu koppeln, aber sie fanden, dass es einfach genug war, auf k = 4 zu gehen , so dass sie nicht auf K 3 , 3 beschränkt waren .$k$$k=4$$K_{3,3}$

Die Antwort von user1271772 ist völlig korrekt. Ich wollte mit zusätzlichen Informationen kommentieren, um die Frage von Nippon zu beantworten, aber ich habe gerade dieses Konto erstellt und anscheinend gibt es eine Reputationsanforderung, bevor ich Kommentare hinzufüge.

Die supraleitenden Fluss-Qubits von D-Wave sind Niob-Metallschleifen, die ein "Hash-Symbol" bilden, das aus zwei flachen Schichten besteht, die gestreckt und parallel gelegt wurden. Eine Schicht ist um 90 Grad von der anderen gedreht. Wenn Sie Ladung (Strom) in einer Schleife bewegen, erzeugt dies ein Magnetfeld senkrecht zur Ebene der Schleife. Wenn Sie ein Magnetfeld durch eine ladungsführende Schleife bewegen, induziert dies eine Bewegung in der Ladung (Strom). Das Ausmaß der Induktion wird jedoch teilweise durch die Größe des Überlappungsbereichs bestimmt (nicht linear, da eine perfekte Überlappung keine perfekte Induktion bedeutet und nicht überlappende benachbarte Drähte dies immer noch tun), sodass Sie derzeit 1000x1000 nicht sinnvoll überlappen können, da die Einfluss auf jeden Nachbarn wäre gering. Das Stapeln weiterer Schichten ist aus dem gleichen Grund schwierig, aus dem das kabellose Laden gerade erst begonnen hat, nicht zu saugen.

Die D-Wave verwendet Niob-Schleifen, die mit diesen erstaunlichen kleinen quantenpermeablen Membranschnitten namens Josephson Junctions (die ihrem Entdecker einen Nobelpreis einbrachten, bevor er ein wenig verrückt wurde) durchsetzt sind, die auf knapp über 0 Kelvin abgekühlt sind, damit sie eine Ladung mit null Widerstand halten können . Grundlegende Quantencomputerhardware muss im Allgemeinen robust gegenüber Dekohärenz sein, was bedeutet, dass sie nicht viel mit der äußeren Umgebung interagieren kann (sollte ein eigener Hamilton-Operator sein). Es gibt bereits eine Menge Steuerungshardware und Dinge, die dafür sorgen müssen, dass alles stabil bleibt. Jedes Mal, wenn sie die Maschine bewegen, müssen sie sie neu kalibrieren (zumindest mit dem DW2), und eine neue zufällige Anordnung von etwa 90% der Qubits funktioniert, bis sie erneut kalibriert wird. Es ist also tatsächlich ein schwierigeres Problem, als nur an ein Chimärendiagramm anzupassen.