„IBM Research“ sukuria naują „be serverio“ požiūrį į kvantinį skaičiavimą
Kvantinė kompiuterija žada stebuklingai galingą našumą, tačiau ji taip pat turi daug neįveikiamų kliūčių. Vienas iš svarbiausių punktų – kaip sprendžiamą problemą išreikšti kaip kvantinę „grandinę“, kuri gali veikti esamoje aparatinėje įrangoje. Bet kas, jei tik dalis problemos tinka šiai išraiškai? Apskritai sudėtingas problemas geriausiai sprendžia tradicinė skaičiavimo ir kvantinė technologija, tačiau dauguma kūrėjų nėra susipažinę su šia problemų padalijimo į skirtingas skaičiavimo sritis, tokias kaip CPU, GPU ir QPU, technologija. Šiuo tikslu IBM nusprendė nutiesti kelią kvantiniam skaičiavimui per abstrakcijos sluoksnius, skatindama „be serverio“ skaičiavimą kvantiniu lygiu, kaip tai daro debesų paslaugų teikėjai.
Kas yra "Kvantinis serveris"?
IBM „kvantinio serverio neturintis“ metodas skirtas padėti vartotojams panaudoti kvantinių skaičiavimų išteklius, nesijaudinant dėl pagrindinės aparatinės įrangos sudėtingumo. Šis be trinties kūrimo procesas visų pirma remiasi atviro kodo Qiskit – aplinka, skirta klasikiniam skaičiavimo kodui vykdyti konteineriu būdu, suteikiant mažos delsos prieigą prie kvantinės aparatinės įrangos. Dėl to daug įvairių darbo krūvių gali kartotis arba pakartotinai naudoti kvantinę aparatinę įrangą, kad ji veiktų daug greičiau nei bet kada anksčiau. Tiesą sakant, IBM naudojo „Qiskit“ vykdymo laiką, kad įvykdytų variacinį kvantinį Eigensolver algoritmą 120 kartų greičiau nei ankstesni grandinės API modeliai.
Apie Qiskit
„IBM Qiskit“ daugiausia skirta trijų tipų vartotojams. Pirmasis yra aukšto lygio ekspertai tokiose srityse kaip chemija, finansai ar dirbtinis intelektas, kurie nėra labai susipažinę su kvantinėmis technologijomis, ir dabar jie taip pat gali gana skaidriai įdiegti grandines kvantinėje aparatinėje įrangoje. Tai neabejotinai svarbus žingsnis siekiant patenkinti rinkos paklausą kvantinei kompiuterijai. Antrasis yra kūrėjas, turintis tam tikrą supratimą apie kvantines grandines ir ketinantis naudoti vykdymo biblioteką, kad išbandytų lyginamuosius kvantinio skaičiavimo pranašumus, palyginti su klasikiniu skaičiavimu. Galiausiai, kvantinio skaičiavimo ekspertai, norintys ištirti kvantinio skaičiavimo impulsus – signalus, įeinančius ir išeinančius iš kubitų – gali įdiegti tą patį vykdymo laiko rinkinį vienoje iš daugiau nei 20 IBM palaikomų kvantinių sistemų visame pasaulyje, maitinamą Qiskit. pranašesnis.
IBM komanda taip pat tiria naujus būdus, kaip pagerinti kvantinio skaičiavimo sistemų problemų sprendimo galimybes, pasitelkdama klasikinius išteklius, kad išspręstų sudėtingas problemas, tokias kaip grandinės projektavimas, kvantinis įterpimas ir klaidų mažinimas. Klasikiniai ištekliai gali rasti pagrindinius grandinių projektavimo problemų įvedimo taškus, taip sukuriant mažesnes kvantines grandines, kad tilptų dabartiniai kvantiniai įrenginiai, kurių skaičiavimo galia yra silpna. Kai dalys yra baigtos, dalys vėl surenkamos klasikiniais kompiuteriais, kad būtų imituojama bendra problema. Klaidų mažinimas yra tam tikrų klaidų ir jų padarinių sumažinimas naudojant klasikinius papildomo apdorojimo mechanizmus, taip gaunant tikslesnius kvantinio skaičiavimo sprendimus. IBM tikisi, kad šis kvantinis klasikinis derinys leis technologijų bendruomenei pasinaudoti kvantinio skaičiavimo privalumais tam tikrose programose anksčiau nei tikėtasi.
Kokie yra „be serverio“ privalumai?
Tiesą sakant, posakis „be serverio“ gali būti šiek tiek painus. Žinoma, pagrindiniai serveriai (tiek klasikine, tiek kvantine forma) egzistuoja, tiesiog kūrėjams dabar reikia sutelkti dėmesį tik į kodavimą, o ne į aparatinės įrangos infrastruktūrą. Visi ištekliai bus įtraukti į debesies paslaugas, todėl nereikės kūrimo pajėgumų ar gyvavimo ciklo valdymo ir bus sudarytos sąlygos sklandžiai plėstis. Galiausiai, vartotojai gali mokėti eidami, nepatirdami nenaudojamos aparatinės įrangos išlaidų.
Išvada
Šiuo metu IBM leidimas yra tik paprastas demonstravimas, daugiausia pabrėžiantis, kaip IBM debesų kodo variklis ir Qiskit vykdymo laikas padeda vartotojams sujungti CPU, GPU ir QPU pagal tą patį programos scenarijų, o tai prilygsta mažo lango atidarymui, kad būtų galima šnipinėti būsimų programų scenarijus. .
Žvelgdama į ateitį, IBM tiria sudėtingesnius kvantinio skaičiavimo diegimo būdus, tikėdamasi iš tikrųjų pasiekti ir paspartinti „kvantinį pranašumą“ -- naudojimo atveju, kai kvantinis skaičiavimas yra žymiai geresnis nei tradicinis skaičiavimas. „Kvantinio serverio be serverio“ atsiradimas yra tiksliai IBM pateiktas kvantinio skaičiavimo planas.
