Approximate Quantum Arithmetic Units

近似量子算术单位

基本信息

  • 批准号:
    580808-2022
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Alliance Grants
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Recent progress in commercialization of quantum technologies has had significant impact on the landscape of quantum computing. Quantum computing is a promising paradigm with tremendous future potentials for applications that require significant computing power from the underlying hardware. Quantum computing makes it feasible to run challenging problems that are beyond the capability of classical computers. Although, quantum technology is in early stages, the community is exploring computing advantages from quantum computers for practical applications. Recently, Google claimed a 53 quantum bits (qubits) quantum computer that can offer quantum supremacy by completing a computational task in 200 seconds whereas the same task may take 10K years on a state-of-the-art classical supercomputer. Current state-of-the-art quantum computers are based on Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) computing model where hardware qubits are noisy. Due to quantum decoherence, gate errors, crosstalks, etc., NISQ devices are not stable and suffer from errors. As a result, it is not feasible to implement large scale quantum circuits on contemporary quantum computers. In this collaborative research, we propose using approximate computing to implement arithmetic operations on NISQ devices. Arithmetic operations such as multiplication, division, square root, etc. are the backbone of many applications such as image processing applications. We exploit approximate computing to simplify arithmetic quantum circuits and implement them on NISQ devices. There are a large class of emerging applications that are resilient against imprecision. Accurate and precise circuits are not always needed for these applications. Thus, this characterization provides an opportunity to reduce the size of quantum arithmetic circuits and implement them on real quantum computers. This collaborative research provides a unique opportunity for highly-qualified personnel to gain valuable experience in the area of quantum computing which in turn will help Canadian high-tech companies and will give them an edge in quantum computing industry.
量子技术商业化的最新进展对量子计算的景观产生了重大影响。量子计算是一个有希望的范式,对于需要从基础硬件中获得重要计算能力的应用,其未来潜力很大。量子计算使运行超出古典计算机能力的具有挑战性的问题是可行的。尽管量子技术处于早期阶段,但社区正在探索用于实际应用的量子计算机的计算优势。最近,Google声称使用了53个量子位(Qubits)量子计算机,可以通过在200秒内完成计算任务来提供量子至上,而同一任务可能需要10k年的最先进的经典超级计算机。 当前的最新量子计算机基于嘈杂的中间量子量子(NISQ)计算模型,其中硬件量子量很大。由于量子的破裂,门错误,串扰等,NISQ设备不稳定并且遭受错误。结果,在当代量子计算机上实施大型量子电路是不可行的。在这项合作研究中,我们建议使用近似计算在NISQ设备上实施算术操作。算术操作(例如乘法,除法,平方根等)是许多应用程序(例如图像处理应用程序)的骨干。我们利用近似计算来简化算术量子电路并在NISQ设备上实现它们。有大量的新兴应用程序反对不精确。这些应用并不总是需要准确和精确的电路。因此,这种表征提供了减少量子算术电路的大小并在实际量子计算机上实现的机会。这项协作研究为高度合格的人员提供了一个独特的机会,可以在量子计算领域获得宝贵的经验,这反过来又有助于加拿大高科技公司,并在量子计算行业中获得优势。

项目成果

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Atoofian, EhsanE其他文献

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  • 项目类别:
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    $ 1.82万
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