Az IBM Research új „szerver nélküli” megközelítést hoz létre a kvantumszámítástechnikában
A kvantumszámítás varázslatosan erős teljesítménnyel kecsegtet, de számos leküzdhetetlen akadálya is van. Az egyik legfontosabb pont az, hogy a megoldandó problémát hogyan fejezzük ki kvantum "áramkörként", amely már meglévő hardveren is futhat. De mi van akkor, ha a probléma csak egy része illik ehhez a kifejezéshez? Általánosságban elmondható, hogy az összetett problémákat a legjobban a hagyományos számítástechnika és kvantumtechnológia kezeli, de a legtöbb fejlesztő nem ismeri ezt a technológiát, amely a problémákat különböző számítási tartományokra, például CPU-ra, GPU-ra és QPU-ra osztja. Ebből a célból az IBM úgy döntött, hogy absztrakciós rétegeken keresztül megnyitja az utat a kvantumszámítás előtt, elősegítve a „szerver nélküli” számítástechnikát kvantum szinten, ahogyan azt a felhőszolgáltatók teszik.
Mi az a "Quantum Serverless"?
Az IBM „kvantumszerver nélküli” megközelítését arra tervezték, hogy a felhasználókat a kvantumszámítási erőforrások nagyarányú kihasználásában irányítsa anélkül, hogy az alapul szolgáló hardver bonyolultsága miatt aggódnának. Ez a súrlódásmentes fejlesztési folyamat elsősorban a nyílt forráskódú Qiskitre támaszkodik, amely a klasszikus számítási kódok konténeres végrehajtására szolgáló környezet, amely lehetővé teszi a kvantumhardverek alacsony késleltetésű elérését. Ennek eredményeként a munkaterhelések széles skálája ismételheti vagy újra felhasználhatja a kvantumhardvert, hogy sokkal gyorsabban teljesítsen, mint valaha. Valójában az IBM a Qiskit futtatókörnyezetet használta a variációs kvantum Eigensolver algoritmus 120-szor gyorsabb végrehajtására, mint a korábbi áramköri API-modellek.
A Qiskitről
Az IBM Qiskit elsősorban háromféle felhasználót céloz meg. Az első olyan területek magas szintű szakértői, mint a kémia, a pénzügy vagy a mesterséges intelligencia, akik nem nagyon ismerik a kvantumtechnológiát, és most már viszonylag transzparens módon is telepíthetnek áramköröket kvantumhardverre. Ez kétségtelenül fontos lépés a kvantumszámítástechnika számára, hogy megfeleljen a piaci igényeknek. A második egy olyan fejlesztő, aki bizonyos ismeretekkel rendelkezik a kvantumáramkörökről, és futásidejű könyvtárat kíván használni a kvantumszámítás komparatív előnyeinek tesztelésére a klasszikus számítástechnikával szemben. Végül, azok a kvantumszámítástechnikai szakértők, akik a kvantumszámítási impulzusokat – a qubitek be- és kimenő jeleit – szeretnék megvizsgálni, ugyanazt a futásidejű csomagot telepíthetik a világ több mint 20 IBM által támogatott kvantumrendszerének egyikében, amelyet a Qiskit hajt meg. kiváló.
Az IBM csapata új módszereket is kutat a kvantumszámítási rendszerek problémamegoldó képességeinek javítására a klasszikus erőforrások kihasználásával olyan összetett problémák megoldására, mint az áramkör-tervezés, a kvantumbeágyazás és a hibacsökkentés. A klasszikus erőforrások kulcsfontosságú belépési pontokat találhatnak az áramkör-tervezési problémákban, ezáltal kisebb kvantumáramköröket generálva a gyenge számítási teljesítményű jelenlegi kvantumeszközökhöz. Miután az alkatrészek elkészültek, az alkatrészeket a klasszikus számítógépek újra összeszerelik, hogy szimulálják az általános problémát. A hibacsökkentés célja bizonyos hibák és hatásuk csökkentése a klasszikus utófeldolgozási mechanizmusokkal, ezáltal pontosabb kvantumszámítási megoldások elérése. Az IBM reméli, hogy ez a kvantum-klasszikus kombináció lehetővé teszi a technológiai közösség számára, hogy a vártnál hamarabb élvezhesse a kvantumszámítás előnyeit bizonyos alkalmazásokban.
Mik a "szerver nélküli" előnyei?
Valójában a "szerver nélküli" kifejezés kissé zavaró lehet. A mögöttes szerverek (klasszikus vagy kvantum formában egyaránt) természetesen léteznek, csak a fejlesztőknek most már csak a kódolásra kell koncentrálniuk, nem a hardver infrastruktúrára. Minden erőforrás felhőszolgáltatásként fog beágyazódni, így nincs szükség kapacitás- vagy életciklus-menedzsmentre a fejlesztési oldalon, és lehetővé válik a zökkenőmentes bővítés. Végül, a felhasználók menet közben fizethetnek anélkül, hogy a tétlen hardver költségeit terhelnék.
Következtetés
Jelenleg az IBM kiadása csak egy egyszerű bemutató, főleg azt hangsúlyozva, hogy az IBM felhőkódmotor és a Qiskit futtatókörnyezet hogyan segíti a felhasználókat a CPU, a GPU és a QPU egyazon alkalmazási forgatókönyvben történő kombinálásában, ami egyenértékű egy kis ablak megnyitásával a jövőbeli alkalmazások forgatókönyvei után. .
A jövőt tekintve az IBM a kvantumszámítástechnika megvalósításának összetettebb módjait kutatja, remélve, hogy valóban elérheti és felgyorsíthatja a „kvantum felsőbbrendűségét” -- egy olyan felhasználási eset, ahol a kvantumszámítás lényegesen jobb, mint a hagyományos számítástechnika. A "quantum serverless" megjelenése pontosan az IBM által felvázolt kvantumszámítási terv.
