IBM Research skaber ny 'serverløs' tilgang til kvanteberegning
Quantum computing lover magisk kraftfuld ydeevne, men den har også mange uoverstigelige forhindringer. Et af de vigtigste punkter er, hvordan man udtrykker det problem, der skal løses, som et kvante-"kredsløb", der kan køre på eksisterende hardware. Men hvad nu hvis kun en del af problemet passer til dette udtryk? Generelt håndteres komplekse problemer bedst af traditionel computer- og kvanteteknologi, men de fleste udviklere er ikke bekendt med denne teknologi til at opdele problemer i forskellige computerdomæner såsom CPU, GPU og QPU. Til dette formål besluttede IBM at bane vejen for kvantedatabehandling gennem abstraktionslag, og fremme "serverløs" databehandling på kvanteniveau, ligesom cloud-tjenesteudbydere gør.
Hvad er "Quantum Serverless"?
IBMs "kvanteserverløse" tilgang er designet til at vejlede brugere i at udnytte kvantecomputerressourcer i stor skala uden at bekymre sig om kompleksiteten af den underliggende hardware. Denne friktionsfri udviklingsproces er primært afhængig af open source Qiskit, et miljø til at udføre klassisk computerkode på en containeriseret måde, hvilket muliggør lav-latency-adgang til kvantehardware. Som følge heraf kan en lang række arbejdsbelastninger iterere eller genbruge kvantehardware til at udføre langt hurtigere end nogensinde før. Faktisk brugte IBM Qiskit-runtiden til at udføre den variationelle kvante-Eigensolver-algoritme 120 gange hurtigere end tidligere kredsløbs-API-modeller.
Om Qiskit
IBM Qiskit retter sig hovedsageligt mod tre slags brugere. Den første er eksperter på højt niveau inden for områder som kemi, finans eller kunstig intelligens, der ikke er særlig fortrolige med kvanteteknologi, og nu kan de også implementere kredsløb på kvantehardware på en relativt gennemsigtig måde. Dette er uden tvivl et vigtigt skridt for kvantecomputere for at imødekomme markedets efterspørgsel. Den anden er en udvikler, der har en vis forståelse af kvantekredsløb og har til hensigt at bruge et runtime-bibliotek til at teste de komparative fordele ved kvanteberegning i forhold til klassisk edb. Endelig kan kvanteberegningseksperter, der ønsker at undersøge kvanteberegningsimpulser – de signaler, der går ind og ud af qubits – implementere den samme runtime suite i et af de mere end 20 IBM-støttede kvantesystemer rundt om i verden, drevet af Qiskit. overlegen.
IBM-teamet har også undersøgt nye måder at forbedre problemløsningsmulighederne i kvantecomputersystemer ved at udnytte klassiske ressourcer til at tackle komplekse problemer såsom kredsløbsdesign, kvanteindlejring og fejlreduktion. Klassiske ressourcer kan finde vigtige indgangspunkter i kredsløbsdesignproblemer og derved generere mindre kvantekredsløb til at rumme nuværende kvanteenheder med svag computerkraft. Når delene er færdige, samles delene igen af klassiske computere for at simulere det overordnede problem. Fejlreduktion er at reducere visse fejl og deres virkninger gennem klassiske efterbehandlingsmekanismer og derved opnå mere nøjagtige kvanteberegningsløsninger. IBM håber, at denne kvante-klassiske kombination vil give teknologisamfundet mulighed for at nyde fordelene ved kvantecomputere i visse applikationer hurtigere end forventet.
Hvad er fordelene ved "serverløs"?
Faktisk kan udtrykket "serverløs" være lidt forvirrende. De underliggende servere (både i klassisk eller kvanteform) eksisterer selvfølgelig, det er bare, at udviklere nu kun skal fokusere på kodning, ikke hardware-infrastrukturen. Alle ressourcer vil blive indkapslet som cloud-tjenester, hvilket eliminerer behovet for kapacitets- eller livscyklusstyring på udviklingssiden og muliggør problemfri udvidelse. Endelig kan brugere betale undervejs uden at pådrage sig omkostningerne ved inaktiv hardware.
Konklusion
På nuværende tidspunkt er IBM's udgivelse kun en simpel demonstration, der hovedsageligt understreger, hvordan IBMs cloud-kodemotor og Qiskit runtime hjælper brugere med at kombinere CPU, GPU og QPU i det samme applikationsscenarie, hvilket svarer til at åbne et lille vindue for at spionere på fremtidige applikationsscenarier .
Med et blik på fremtiden udforsker IBM mere komplekse måder at implementere kvantecomputere på i håb om virkelig at opnå og accelerere "kvanteoverherredømme" --, et use case, hvor kvantecomputere er væsentligt bedre end traditionel databehandling. Fremkomsten af "kvanteserverløs" er nøjagtigt en plan skitseret af IBM for kvanteberegning.
