Kvantu algoritmu palaišana mākonī kļuva daudz ātrāka

Simons Landreins

Kvantu datori kādu dienu varētu veikt aprēķinus, kas nav pieejami pat jaudīgākajam klasiskajam superdatoram, taču pagaidām šo mašīnu izveide un uzturēšana joprojām ir ārkārtīgi dārga un sarežģīta.

Tāpēc dažu pēdējo gadu laikā topošā nozare ir sākusi darīt dažas no salīdzinoši nedaudzajām kvantu mašīnām pieejamas pētniekiem un uzņēmumiem, izmantojot skaitļošanas mākoni.

Startup ar nosaukumu Rigetti Computing tikko ir ieviesis jaunu Quantum Cloud Service (QCS), kas balstās uz tā esošo piedāvājumu, kurā ietilpst Forest — programmatūras rīku komplekts kvantu programmēšanai mākonī. Pirmajai personai vai komandai, kas izmanto QCS, tiek piešķirta 1 miljona dolāru balva, lai parādītu, ka kvantu mašīna spēj parādīt to, ko uzņēmums sauc par “kvantu priekšrocībām”.

Rigetti to definē kā parādīšanu, ka kvantu mašīna var piedāvāt kvalitatīvāku, ātrāku vai lētāku svarīgas un vērtīgas problēmas risinājumu nekā klasiskā. (Rigetti saka, ka informācija par konkursu tiks atklāta 30. oktobrī.)

Uzņēmums nesen arī prezentēja pasaulē jaudīgāko kvantu procesoru, 128 kubitu modeli, kas pārsniedz iepriekšējo rekordistu, Google 72 kubitu Bristlecone mikroshēmu (sk. MIT tehnoloģiju apskats kubitu skaitītājs ). Tomēr QCS lietotāji sākotnēji tiks ierobežoti ar 16 kubitu mikroshēmu. Pakalpojums sākotnēji būs pieejams tikai noteiktiem Rigetti klientiem un partneriem, bet vēlāk šogad tas kļūs plašāk pieejams.

Iemesls, kāpēc kvantu skaitļošana ir tik liela, ir tas, ka atšķirībā no tradicionālajām iekārtām, kurās tiek izmantoti standarta digitālie biti, kas var attēlot vai nu viens vai 0 , kubiti var būt abi vienlaikus. Pievienojot iekārtai tikai dažus papildu kubitus un sasaistot tos, izmantojot fenomenu, kas pazīstams kā sapīšanās, tiek radīts eksponenciāls skaitļošanas jaudas lēciens (skatiet sadaļu Nopietni kvantu datori beidzot ir klāt. Ko mēs ar tiem darīsim? ).

Tehnoloģijai attīstoties, kvantu skaitļošana var novest pie ievērojama progresa daudzās jomās, sākot no ķīmijas un materiālu zinātnes līdz kodolfizikai un mašīnmācībai.

Ātruma slazds

Tomass Papenbroks, Tenesī universitātes kodolfiziķis, ir izmantojis gan IBM, gan Rigetti mākoņpakalpojumus, lai aprēķina deuterona saistīšanas enerģiju , daļiņa, kas sastāv no protona un neitrona, kas veido deitērija (vai smagā ūdeņraža) atoma centru. Lai gan to ir iespējams izdarīt ar klasiskajiem datoriem, Papenbroks saka, ka vēlas izmantot kvantu mašīnas mākonī, lai uzzinātu vairāk par to potenciālu.

Lai veiktu šādus eksperimentus, pētnieki bieži ieprogrammē savus klasiskos datorus ar hibrīdiem kvantu algoritmiem, kas pēc tam izmanto lietojumprogrammu saskarnes vai API, lai izsauktu kvantu mašīnas mākonī, lai veiktu konkrētus aprēķina bitus. Pēc tam rezultāti tiek nosūtīti atpakaļ uz klasiskajām iekārtām.

Rigetti saka, ka tās komanda un esošā mākoņpakalpojuma lietotāji atklāja, ka šī pieeja radīja latentuma problēmas, palēninot algoritmu veiktspēju.

QCS risina problēmu ar datu centru, kurā ir gan kvantu datori, gan klasiskie datori sistēmā, kas optimizēta visu hibrīdu algoritmu darbināšanai. Uzņēmums saka, ka dažu nākamo mēnešu laikā kvantu algoritmi QCS darbosies 20 līdz 50 reizes ātrāk nekā pašreizējā mākoņa iestatījumā un ievērojami ātrāk pēc tam.

Pakalpojums ir arī iepriekš konfigurēts ar Forest un citiem rīkiem, lai pētniekiem būtu vieglāk sākt eksperimentus. Mēs patiešām saīsinām mācību ciklu, lai cilvēki varētu sākt testēšanu un programmēšanu jau šodien, saka uzņēmuma vadītājs un dibinātājs Čads Ridžeti.

Lai gan QCS sākotnēji ļaus pētniekiem piekļūt tikai uzņēmuma 16 kubitu mikroshēmai, galu galā tā jaunākā būs pieejama arī caur mākoni, norāda uzņēmums. Jaudīgāku kvantu procesoru izredzes aizrauj tādus pētniekus kā Papenbroks. Viņš saka, ka ar piekļuvi 128 kubitu mikroshēmai mēs varētu atrisināt dažas fantastiskas problēmas.

Mākonis kustas

Jaunais pakalpojums sniegs vēl lielākam skaitam pētnieku piekļuvi salīdzinoši progresīvai kvantu skaitļošanai un saglabās Rigetti strauji augošās kvantu mākoņu kustības pirmajā rindā.

IBM jau ļauj savas uz biznesu orientētās QNetwork kopienas dalībniekiem piekļūt 20 kubitu iekārtām, izmantojot mākoni, un nodrošina bezmaksas piekļuvi 5 un 16 kubitu iekārtām, izmantojot iniciatīvu, ko sauc par IBM Quantum Experience. IBM Research galvenais operators Dario Gils saka, ka aptuveni 97 000 lietotāju ir veikuši kopumā 5,8 miljonus eksperimentu ar pēdējo pakalpojumu kopš tā palaišanas 2016. gadā.

Nesenā konferencē Google mākoņdatošanas biznesa vadītāja Diāna Grīna sacīja, ka uzņēmums dažiem klientiem ļauj piekļūt mākoņpakalpojumam, un kvantu mākoņu klubam ir pievienojušies arī Āzijas tehnoloģiju uzņēmumi, piemēram, Japānas Fujitsu un Ķīnas Alibaba. .

paslēpties