IBM Research vytváří nový „bezserverový“ přístup ke kvantovým počítačům

Quantum computing slibuje magicky silný výkon, ale má také mnoho nepřekonatelných překážek. Jedním z nejdůležitějších bodů je, jak vyjádřit problém, který má být řešen, jako kvantový „obvod“, který může běžet na stávajícím hardwaru. Ale co když tomuto výrazu vyhovuje pouze část problému? Obecně platí, že složité problémy jsou nejlépe řešeny tradiční výpočetní a kvantovou technologií, ale většina vývojářů tuto technologii rozdělování problémů do různých výpočetních domén, jako je CPU, GPU a QPU, nezná. Za tímto účelem se IBM rozhodla připravit cestu pro kvantové výpočty prostřednictvím abstraktních vrstev a podporovat „bezserverové“ výpočty na kvantové úrovni, jako to dělají poskytovatelé cloudových služeb.

 Co je to "kvantový server bez"?

„Kvantový bezserverový“ přístup IBM je navržen tak, aby vedl uživatele k využití kvantových výpočetních zdrojů ve velkém měřítku bez obav ze složitosti základního hardwaru. Tento bezproblémový vývojový proces se primárně opírá o open source Qiskit, prostředí pro spouštění klasického výpočetního kódu kontejnerizovaným způsobem, který umožňuje přístup ke kvantovému hardwaru s nízkou latencí. Výsledkem je, že široká škála pracovních zátěží může iterovat nebo znovu používat kvantový hardware, aby fungovala mnohem rychleji než kdykoli předtím. Ve skutečnosti IBM použilo běhové prostředí Qiskit ke spuštění variačního kvantového algoritmu Eigensolver 120krát rychleji než předchozí modely obvodového API.

 O Qiskitu

IBM Qiskit se zaměřuje především na tři druhy uživatelů. Prvním jsou odborníci na vysoké úrovni v oblastech jako chemie, finance nebo AI, kteří se s kvantovými technologiemi příliš nevyznají, a nyní mohou poměrně transparentním způsobem nasazovat i obvody na kvantovém hardwaru. To je nepochybně důležitý krok pro kvantovou výpočetní techniku ​​k uspokojení tržní poptávky. Druhým je vývojář, který má určité znalosti o kvantových obvodech a má v úmyslu použít runtime knihovnu k testování komparativních výhod kvantového počítání oproti klasickému počítání. A konečně, odborníci na kvantové výpočty, kteří chtějí zkoumat pulzy kvantových počítačů – signály, které vstupují a vycházejí z qubitů – mohou nasadit stejnou sadu runtime v jednom z více než 20 kvantových systémů podporovaných IBM po celém světě, poháněných Qiskit. nadřízený.

Tým IBM také zkoumá nové způsoby, jak zlepšit možnosti řešení problémů kvantových počítačových systémů využitím klasických zdrojů k řešení složitých problémů, jako je návrh obvodů, kvantové vkládání a zmírňování chyb. Klasické zdroje mohou najít klíčové vstupní body v problémech s návrhem obvodů, a tím generovat menší kvantové obvody pro přizpůsobení současným kvantovým zařízením se slabým výpočetním výkonem. Po dokončení dílů jsou díly znovu sestaveny klasickými počítači, aby se simuloval celkový problém. Zmírnění chyb spočívá ve snížení určitých chyb a jejich účinků prostřednictvím klasických mechanismů následného zpracování, čímž se získá přesnější řešení kvantových počítačů. IBM doufá, že tato kvantově-klasická kombinace umožní technické komunitě využívat výhod kvantových počítačů v určitých aplikacích dříve, než se očekávalo.

 Jaké jsou výhody „bezserveru“?

Ve skutečnosti může být výraz „bez serveru“ trochu matoucí. Základní servery (v klasické nebo kvantové podobě) samozřejmě existují, jen se vývojáři nyní musí soustředit pouze na kódování, nikoli na hardwarovou infrastrukturu. Všechny zdroje budou zapouzdřeny jako cloudové služby, což eliminuje potřebu správy kapacity nebo životního cyklu na straně vývoje a umožní bezproblémové rozšíření. Konečně, uživatelé mohou platit průběžně, aniž by museli platit náklady na nečinný hardware.

  Závěr

V současné době je vydání IBM pouze jednoduchou demonstrací, která především zdůrazňuje, jak cloudový kódový modul IBM a běhové prostředí Qiskit pomáhají uživatelům kombinovat CPU, GPU a QPU ve stejném aplikačním scénáři, což je ekvivalentní otevření malého okna pro špehování scénářů budoucích aplikací. .

Při pohledu do budoucnosti IBM zkoumá složitější způsoby implementace kvantových počítačů a doufá, že skutečně dosáhne a urychlí „kvantovou nadřazenost“ --, což je případ použití, kdy jsou kvantové výpočty výrazně lepší než tradiční výpočty. Vznik „kvantových serverů“ je přesně plánem nastíněným IBM pro kvantové výpočty.