Por que a D-Wave escolheu o gráfico Quimera da maneira que eles escolheram?

O D-Wave utiliza um gráfico estruturado quimera em seus computadores. Significando uma grade de células unitárias, com cada célula unitária consistindo em um gráfico bipartido completo em nós ( para cada lado), também chamado .n × n 2 k = 8 4 K 4 , $(n,k=4)$$n\times n$$2k=8$$4$$K_{4,4}$

Por que a D-Wave escolheu ? Um argumento dado é que essa estrutura não-plana permite incorporar muitos problemas interessantes. No entanto, também é um gráfico não plano. Então, por que não escolher ? Além disso, aumentar parece-me uma das maneiras mais fáceis de aumentar o número de qubits que seu problema possui. Então, por que não usar ?K 3 , 3 k = 3 k k = 5 , 6 , $k=4$$K_{3,3}$$k=3$$k$$k=5,6,\dots$

Está certo que não plana, mas como você mesmo disse, um maior k é muito melhor. Se eles poderiam fazer K 1000 , 1000 que seria bom, porque cada qubit pode ser acoplado a 1002 qubits (1000 dentro da K 1000 , 1000 e dois para as células vizinhas). Em vez disso, o D-Wave é limitado a problemas que podem ser incorporados, de modo que cada qubit acopla a no máximo 6 outros qubits.$K_{3,3}$$k$$K_{1000,1000}$$K_{1000,1000}$

A razão pela qual eles não têm maior é por razões físicas. É mais difícil acoplar um qubit a 1002 qubits do que acoplar a 6 qubits. Também é mais difícil acoplar um qubit a 6 qubits versus 5 qubits, mas eles descobriram que era fácil o suficiente ir para k = 4 , então eles não estavam limitados a K 3 , 3 .$k$$k=4$$K_{3,3}$

A resposta do usuário1271772 está totalmente correta. Gostaria de comentar com informações adicionais para ajudar a responder à pergunta da nippon, mas acabei de criar esta conta e, aparentemente, há um requisito de reputação antes de adicionar comentários.

Os qubits de fluxo supercondutores da D-Wave são laços de metal de nióbio que formam um "símbolo de hash" feito de duas camadas planas que foram esticadas e colocadas paralelamente. Uma camada é girada 90 graus da outra. Quando você move a carga (corrente) em um loop, ele produz um campo magnético perpendicular ao plano do loop. Quando você move um campo magnético através de um loop de transporte de carga, ele induz movimento na carga (corrente). Mas a quantidade de indução é parcialmente determinada pelo tamanho da área sobreposta (não linearmente, pois a sobreposição perfeita não significa indução perfeita e os fios adjacentes não sobrepostos ainda o fazem), portanto, você não pode sobrepor utilmente 1000x1000, porque o influência em cada vizinho seria pequena. Empilhar mais camadas é difícil pela mesma razão que o carregamento sem fio apenas começou a não ser mais difícil.

O D-Wave usa loops de nióbio intercalados com essas incríveis pequenas fatias de membrana permeáveis ​​quânticas chamadas Josephson Junctions (que deram ao descobridor um Nobel antes que ele ficasse um pouco maluco) resfriadas até um pouco acima de 0 kelvin, para que possam suportar uma carga com resistência zero . O hardware básico da computação quântica geralmente precisa ser robusto à decoerência, o que significa que ele não pode interagir muito com o ambiente externo (deve ser o seu próprio Hamiltoniano). Já existe uma tonelada de hardware de controle e outras coisas necessárias para manter tudo estável. Toda vez que eles movem a máquina, eles precisam recalibrá-la (pelo menos com o DW2) e um novo arranjo aleatório de 90% dos qubits funcionará até que seja calibrado novamente. Portanto, é realmente um problema mais difícil do que apenas se ajustar a um gráfico de quimera.