IBM Research mencipta pendekatan 'tanpa pelayan' baharu untuk pengkomputeran kuantum
Pengkomputeran kuantum menjanjikan prestasi hebat yang ajaib, tetapi ia juga mempunyai banyak halangan yang tidak dapat diatasi. Salah satu perkara yang paling penting ialah bagaimana untuk menyatakan masalah untuk diselesaikan sebagai "litar" kuantum yang boleh berjalan pada perkakasan sedia ada. Tetapi bagaimana jika hanya sebahagian daripada masalah yang sesuai dengan ungkapan ini? Secara umum, masalah kompleks paling baik dikendalikan oleh pengkomputeran tradisional dan teknologi kuantum, tetapi kebanyakan pembangun tidak biasa dengan teknologi pembahagian masalah ini kepada domain pengkomputeran yang berbeza seperti CPU, GPU dan QPU. Untuk tujuan ini, IBM memutuskan untuk membuka jalan bagi pengkomputeran kuantum melalui lapisan abstraksi, mempromosikan pengkomputeran "tanpa pelayan" pada tahap kuantum seperti yang dilakukan oleh penyedia perkhidmatan awan.
Apakah "Kuantum Tanpa Pelayan"?
Pendekatan "tanpa pelayan kuantum" IBM direka untuk membimbing pengguna dalam memanfaatkan sumber pengkomputeran kuantum pada skala tanpa perlu risau tentang kerumitan perkakasan asas. Proses pembangunan tanpa geseran ini bergantung terutamanya pada Qiskit sumber terbuka, persekitaran untuk melaksanakan kod pengkomputeran klasik dalam cara berbekas, membolehkan akses kependaman rendah kepada perkakasan kuantum. Akibatnya, pelbagai jenis beban kerja boleh mengulangi atau menggunakan semula perkakasan kuantum untuk berprestasi jauh lebih pantas berbanding sebelum ini. Malah, IBM menggunakan masa jalan Qiskit untuk melaksanakan algoritma Eigensolver kuantum variasi 120 kali lebih pantas daripada model API litar sebelumnya.
Soal Qiskit
IBM Qiskit terutamanya menyasarkan tiga jenis pengguna. Yang pertama ialah pakar peringkat tinggi dalam bidang seperti kimia, kewangan atau AI yang tidak begitu biasa dengan teknologi kuantum, dan kini mereka juga boleh menggunakan litar pada perkakasan kuantum dengan cara yang agak telus. Ini sudah pasti langkah penting untuk pengkomputeran kuantum untuk memenuhi permintaan pasaran. Yang kedua ialah pembangun yang mempunyai pemahaman tertentu tentang litar kuantum dan berhasrat untuk menggunakan perpustakaan runtime untuk menguji kelebihan perbandingan pengkomputeran kuantum berbanding pengkomputeran klasik. Akhir sekali, pakar pengkomputeran kuantum yang ingin memeriksa denyutan pengkomputeran kuantum—isyarat yang masuk dan keluar daripada qubit—boleh menggunakan suite masa jalan yang sama dalam salah satu daripada lebih 20 sistem kuantum yang disokong IBM di seluruh dunia, dikuasakan oleh Qiskit. atasan.
Pasukan IBM juga telah menyelidik cara baharu untuk meningkatkan keupayaan menyelesaikan masalah sistem pengkomputeran kuantum dengan memanfaatkan sumber klasik untuk menangani masalah kompleks seperti reka bentuk litar, pembenaman kuantum dan pengurangan ralat. Sumber klasik boleh mencari titik masuk utama dalam masalah reka bentuk litar, dengan itu menghasilkan litar kuantum yang lebih kecil untuk menampung peranti kuantum semasa dengan kuasa pengkomputeran yang lemah. Selepas bahagian siap, bahagian itu kemudiannya dipasang semula oleh komputer klasik untuk mensimulasikan masalah keseluruhan. Pengurangan ralat adalah untuk mengurangkan ralat tertentu dan kesannya melalui mekanisme pasca pemprosesan klasik, dengan itu mendapatkan penyelesaian pengkomputeran kuantum yang lebih tepat. IBM berharap gabungan kuantum-klasik ini akan membolehkan komuniti teknologi menikmati faedah pengkomputeran kuantum dalam aplikasi tertentu lebih awal daripada jangkaan.
Apakah kelebihan "tanpa pelayan"?
Malah, ungkapan "tanpa pelayan" boleh menjadi agak mengelirukan. Pelayan asas (kedua-duanya dalam bentuk klasik atau kuantum) sudah tentu wujud, cuma pembangun kini hanya perlu fokus pada pengekodan, bukan infrastruktur perkakasan. Semua sumber akan dirangkumkan sebagai perkhidmatan awan, menghapuskan keperluan untuk pengurusan kapasiti atau kitaran hayat di bahagian pembangunan dan membolehkan pengembangan yang lancar. Akhirnya, pengguna boleh membayar semasa mereka pergi tanpa menanggung kos perkakasan terbiar.
Kesimpulan
Pada masa ini, keluaran IBM hanyalah demonstrasi mudah, terutamanya menekankan bagaimana enjin kod awan IBM dan masa jalan Qiskit membantu pengguna menggabungkan CPU, GPU dan QPU dalam senario aplikasi yang sama, yang setara dengan membuka tetingkap kecil untuk mengintip senario aplikasi masa hadapan .
Melihat ke masa hadapan, IBM sedang meneroka cara yang lebih kompleks untuk melaksanakan pengkomputeran kuantum, dengan harapan untuk benar-benar mencapai dan mempercepatkan "kekuasaan kuantum" -- kes penggunaan di mana pengkomputeran kuantum adalah jauh lebih baik daripada pengkomputeran tradisional. Kemunculan "tanpa pelayan kuantum" adalah betul-betul rangka tindakan yang digariskan oleh IBM untuk pengkomputeran kuantum.
