IBM Research створює новий «безсерверний» підхід до квантових обчислень
Квантові обчислення обіцяють дивовижну продуктивність, але вони також мають багато непереборних перешкод. Одним із найважливіших моментів є те, як виразити проблему, яку потрібно вирішити, як квантову «схему», яка може працювати на існуючому обладнанні. Але що, якщо лише частина проблеми відповідає цьому виразу? Загалом складні проблеми найкраще вирішуються за допомогою традиційних обчислень і квантових технологій, але більшість розробників не знайомі з цією технологією поділу проблем на різні обчислювальні домени, такі як CPU, GPU і QPU. З цією метою IBM вирішила прокласти шлях для квантових обчислень через рівні абстракції, просуваючи «безсерверні» обчислення на квантовому рівні, як це роблять постачальники хмарних послуг.
Що таке «Quantum Serverless»?
«Квантовий безсерверний» підхід IBM розроблений, щоб допомогти користувачам використовувати квантові обчислювальні ресурси в масштабі, не турбуючись про складність основного апаратного забезпечення. Цей безпроблемний процес розробки спирається насамперед на Qiskit з відкритим кодом, середовище для виконання класичного обчислювального коду в контейнері, що забезпечує доступ до квантового обладнання з низькою затримкою. Як результат, широкий спектр робочих навантажень може повторювати або повторно використовувати квантове обладнання, щоб працювати набагато швидше, ніж будь-коли раніше. Насправді IBM використовувала середовище виконання Qiskit для виконання варіаційного квантового алгоритму Eigensolver у 120 разів швидше, ніж попередні моделі API схеми.
Про Qskit
IBM Qiskit в основному призначений для трьох типів користувачів. Перший — це експерти високого рівня в таких галузях, як хімія, фінанси чи штучний інтелект, які не дуже знайомі з квантовими технологіями, і тепер вони також можуть відносно прозоро розгортати схеми на квантовому обладнанні. Це, безсумнівно, важливий крок для того, щоб квантові обчислення задовольнили ринковий попит. Другий — розробник, який має певне розуміння квантових схем і має намір використовувати бібліотеку часу виконання, щоб перевірити порівняльні переваги квантових обчислень над класичними обчисленнями. Нарешті, експерти з квантових обчислень, які хочуть вивчити квантові обчислювальні імпульси — сигнали, які надходять і виходять із кубітів, — можуть розгорнути той самий набір середовища виконання в одній із понад 20 квантових систем IBM у всьому світі, що працюють на базі Qiskit. начальник.
Команда IBM також досліджує нові шляхи покращення можливостей квантових обчислювальних систем у вирішенні проблем, використовуючи класичні ресурси для вирішення складних проблем, таких як проектування схем, квантове вбудовування та пом’якшення помилок. Класичні ресурси можуть знайти ключові точки входу в проблеми проектування схем, таким чином створюючи менші квантові схеми для розміщення сучасних квантових пристроїв із слабкою обчислювальною потужністю. Після того, як частини готові, вони знову збираються класичними комп’ютерами для моделювання загальної проблеми. Пом’якшення помилок полягає у зменшенні певних помилок та їх впливу за допомогою класичних механізмів пост-обробки, отримуючи таким чином більш точні рішення квантових обчислень. IBM сподівається, що ця квантово-класична комбінація дозволить технічному співтовариству насолодитися перевагами квантових обчислень у певних програмах раніше, ніж очікувалося.
Які переваги «безсерверного»?
Насправді, вираз «без сервера» може трохи заплутати. Основні сервери (як у класичній, так і в квантовій формі), звичайно, існують, просто розробникам тепер потрібно зосередитися лише на кодуванні, а не на апаратній інфраструктурі. Усі ресурси будуть інкапсульовані як хмарні сервіси, що усуває потребу в управлінні потужністю або життєвим циклом на стороні розробки та забезпечує плавне розширення. Нарешті, користувачі можуть платити по ходу роботи, не сплачуючи витрати на неактивне обладнання.
Висновок
Наразі випуск IBM є лише простою демонстрацією, головним чином наголошуючи на тому, як механізм хмарного коду IBM і середовище виконання Qiskit допомагають користувачам поєднувати CPU, GPU та QPU в одному прикладному сценарії, що еквівалентно відкриттю невеликого вікна для спостереження за майбутніми сценаріями застосування. .
Дивлячись у майбутнє, IBM досліджує складніші шляхи впровадження квантових обчислень, сподіваючись справді досягти та прискорити «квантову перевагу» -- варіант використання, коли квантові обчислення значно кращі за традиційні. Поява «квантових безсерверних систем» — це саме план квантових обчислень, розроблений IBM.
