Collaborative Research: FET: Medium: Design and Implementation of Quantum Databases
合作研究:FET:媒介:量子数据库的设计和实现
基本信息
- 批准号:2312754
- 负责人:
- 金额:$ 60万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-09-01 至 2026-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Quantum systems can in principle store and process data faster than conventional digital systems. Achieving such speedup in practice, however, is often hindered by the difficulties in: (i) quickly accessing data in quantum superposition, and (ii) reliably manipulating quantum data in the presence of high error rates inherent in quantum devices. Current technologies designed for quantum processing units (QPUs) lack this interface to access data at scale, also known as the quantum I/O bottleneck. This effort develops the systems architecture for quantum databases (QDBs) that provide crucial data input for QPUs to process efficiently and reliably. Building on recent significant progress in quantum random access memory (QRAM) technologies, the program identifies the key software and hardware advances needed to translate proof-of-principle demonstrations into viable, scalable platforms.At the core of the envisioned quantum database (QDB) systems is the development of QRAM architectures that allow low-latency and high-fidelity queries. The investigators of this program study the hardware and software requirements for functional, fault-tolerant QRAM architectures, develop simulation and benchmarking tools, and present new algorithms enabled by QDBs. An extensive set of education and outreach activities is included in the program to foster the growth of future quantum computing workforce and promote a deeper understanding of the potential and limitations of quantum memory and databases.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
量子系统原则上可以比传统数字系统更快地存储和处理数据。然而,在实践中实现这种加速通常受到以下困难的阻碍:(i)快速访问量子叠加中的数据,以及(ii)在量子设备中固有的高错误率存在的情况下可靠地操纵量子数据。目前为量子处理单元(QPU)设计的技术缺乏这种大规模访问数据的接口,也称为量子I/O瓶颈。这项工作开发了量子数据库(QDB)的系统架构,为QPU提供关键的数据输入,以有效和可靠地处理。基于量子随机存取存储器(QRAM)技术最近取得的重大进展,该计划确定了将原理证明演示转化为可行的可扩展平台所需的关键软件和硬件进展。设想的量子数据库(QDB)系统的核心是开发允许低延迟和高保真查询的QRAM架构。该计划的研究人员研究功能,容错QRAM架构的硬件和软件要求,开发仿真和基准测试工具,并提出由QDB启用的新算法。该计划包括一系列广泛的教育和推广活动,以促进未来量子计算劳动力的增长,并促进对量子存储器和数据库的潜力和局限性的更深入理解。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Yongshan Ding其他文献
Quantum Computing: Progress and Innovation
量子计算:进步与创新
- DOI:
- 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:2.2
- 作者:
G. Byrd;Yongshan Ding - 通讯作者:
Yongshan Ding
Graph Transformer for Quantum Circuit Reliability Prediction
用于量子电路可靠性预测的图形变压器
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Hanrui Wang;Pengyu Liu;Jinglei Cheng;Zhiding Liang;Jiaqi Gu;Zi;Yongshan Ding;Weiwen Jiang;Yiyu Shi;Xuehai Qian;D. Pan;F. Chong;Song Han - 通讯作者:
Song Han
RobustState: Boosting Fidelity of Quantum State Preparation via Noise-Aware Variational Training
RobustState:通过噪声感知变分训练提高量子态准备的保真度
- DOI:
- 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Hanrui Wang;Yilian Liu;Pengyu Liu;Jiaqi Gu;Zi;Zhiding Liang;Jinglei Cheng;Yongshan Ding;Xuehai Qian;Yiyu Shi;David Z. Pan;Frederic T. Chong;Song Han - 通讯作者:
Song Han
Yongshan Ding的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Yongshan Ding', 18)}}的其他基金
CAREER: Applications and Architectures with Heterogeneous Superconducting Qubits
职业:异构超导量子位的应用和架构
- 批准号:
2338063 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
Research on Quantum Field Theory without a Lagrangian Description
- 批准号:24ZR1403900
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Cell Research
- 批准号:31224802
- 批准年份:2012
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Cell Research
- 批准号:31024804
- 批准年份:2010
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Cell Research (细胞研究)
- 批准号:30824808
- 批准年份:2008
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:专项基金项目
Research on the Rapid Growth Mechanism of KDP Crystal
- 批准号:10774081
- 批准年份:2007
- 资助金额:45.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Collaborative Research: FET: Small: Reservoir Computing with Ion-Channel-Based Memristors
合作研究:FET:小型:基于离子通道忆阻器的储层计算
- 批准号:
2403559 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: Algorithmic Self-Assembly with Crisscross Slats
合作研究:FET:小型:十字交叉板条的算法自组装
- 批准号:
2329908 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: Algorithmic Self-Assembly with Crisscross Slats
合作研究:FET:小型:十字交叉板条的算法自组装
- 批准号:
2329909 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: Reservoir Computing with Ion-Channel-Based Memristors
合作研究:FET:小型:基于离子通道忆阻器的储层计算
- 批准号:
2403560 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Medium:Compact and Energy-Efficient Compute-in-Memory Accelerator for Deep Learning Leveraging Ferroelectric Vertical NAND Memory
合作研究:FET:中型:紧凑且节能的内存计算加速器,用于利用铁电垂直 NAND 内存进行深度学习
- 批准号:
2312886 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Medium:Compact and Energy-Efficient Compute-in-Memory Accelerator for Deep Learning Leveraging Ferroelectric Vertical NAND Memory
合作研究:FET:中型:紧凑且节能的内存计算加速器,用于利用铁电垂直 NAND 内存进行深度学习
- 批准号:
2312884 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Medium: Efficient Compilation for Dynamically Reconfigurable Atom Arrays
合作研究:FET:中:动态可重构原子阵列的高效编译
- 批准号:
2313084 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: Theoretical Foundations of Quantum Pseudorandom Primitives
合作研究:FET:小型:量子伪随机原语的理论基础
- 批准号:
2329938 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Medium: Design and Implementation of Quantum Databases
合作研究:FET:媒介:量子数据库的设计和实现
- 批准号:
2312755 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: FET: Small: De Novo Protein Scaffold Filling by Combinatorial Algorithms and Deep Learning Models
合作研究:FET:小型:通过组合算法和深度学习模型从头填充蛋白质支架
- 批准号:
2307573 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 60万 - 项目类别:
Standard Grant