211service.com
Uruchamianie algorytmów kwantowych w chmurze właśnie stało się znacznie szybsze
Szymon Landrein
Komputery kwantowe mogą pewnego dnia wykonywać obliczenia poza zasięgiem nawet najpotężniejszego klasycznego superkomputera, ale na razie budowanie i utrzymanie tych maszyn pozostaje niezmiernie drogie i trudne.
Tak więc w ciągu ostatnich kilku lat rodząca się branża zaczęła udostępniać badaczom i firmom niektóre ze stosunkowo niewielu istniejących maszyn kwantowych za pośrednictwem chmury obliczeniowej.
Startup o nazwie Rigetti Computing właśnie zabrał się za nową usługę Quantum Cloud Service (QCS), która opiera się na jego istniejącej ofercie, która obejmuje Forest, zestaw narzędzi do programowania kwantowego w chmurze. Pierwsza osoba lub zespół korzystający z QCS otrzymuje milion dolarów nagrody, aby zademonstrować, że maszyna kwantowa jest w stanie pokazać to, co firma nazywa „przewagą kwantową”.
Rigetti definiuje to jako pokazanie, że maszyna kwantowa może znaleźć lepszej jakości, szybsze lub tańsze rozwiązanie ważnego i cennego problemu niż może to zrobić klasyczna. (Rigetti mówi, że szczegóły konkursu zostaną ujawnione 30 października.)
Firma zaprezentowała również niedawno najpotężniejszy na świecie procesor kwantowy, model ze 128-kubitami, który bije poprzedniego rekordzistę, 72-kubitowy układ Bristlecone firmy Google (patrz Przegląd technologii MIT licznik kubitów ). Jednak użytkownicy QCS będą początkowo ograniczeni do 16-kubitowego układu. Na początku usługa będzie również ograniczona do niektórych klientów i partnerów Rigetti, zanim jeszcze w tym roku stanie się szerzej dostępna.
Powodem, dla którego obliczenia kwantowe wzbudzają tyle emocji, jest to, że w przeciwieństwie do tradycyjnych maszyn, które wykorzystują standardowe cyfrowe bity, które mogą jeden lub 0 , kubity mogą być obydwoma jednocześnie. Dodanie tylko kilku dodatkowych kubitów do maszyny — i połączenie ich za pomocą zjawiska znanego jako splątanie — powoduje gwałtowny wzrost mocy obliczeniowej (patrz Poważne komputery kwantowe w końcu są dostępne. Co z nimi zrobimy? ).
Wraz z rozwojem technologii obliczenia kwantowe mogą doprowadzić do znaczących postępów w wielu dziedzinach, od chemii i materiałoznawstwa po fizykę jądrową i uczenie maszynowe.
Fotoradar
Thomas Papenbrock, fizyk jądrowy z Uniwersytetu Tennessee, wykorzystał usługi chmurowe IBM i Rigetti do obliczyć energię wiązania deuteronu , cząstka składająca się z protonu i neutronu, która tworzy centrum atomu deuteru (lub ciężkiego wodoru). Chociaż jest to możliwe w przypadku klasycznych komputerów, Papenbrock mówi, że chętnie korzysta z maszyn kwantowych w chmurze, aby dowiedzieć się więcej o ich potencjale.
Aby przeprowadzić takie eksperymenty, badacze często programują własne klasyczne komputery za pomocą hybrydowych algorytmów kwantowych, które następnie wykorzystują interfejsy programowania aplikacji lub interfejsy API, aby wywoływać maszyny kwantowe w chmurze w celu uzyskania określonych bitów obliczeń. Wyniki są następnie przesyłane z powrotem do klasycznych maszyn.
Rigetti twierdzi, że jego własny zespół i użytkownicy istniejącej usługi w chmurze odkryli, że takie podejście spowodowało problemy z opóźnieniami, spowalniając działanie algorytmów.
QCS rozwiązuje problem z centrum danych zawierającym zarówno komputery kwantowe, jak i klasyczne w systemie zoptymalizowanym do obsługi całych algorytmów hybrydowych. Firma twierdzi, że w ciągu najbliższych kilku miesięcy algorytmy kwantowe będą działać od 20 do 50 razy szybciej w QCS niż w obecnej konfiguracji chmury, a poza tym znacznie szybciej.
Usługa jest również wstępnie skonfigurowana z Forest i innymi narzędziami, aby ułatwić naukowcom rozpoczęcie i prowadzenie eksperymentów. Naprawdę skracamy pętlę uczenia się, aby ludzie mogli po prostu zacząć testować i programować już dziś – mówi Chad Rigetti, dyrektor generalny i założyciel firmy.
Chociaż QCS początkowo zapewni naukowcom dostęp tylko do 16-kubitowego układu firmy, ostatecznie jego najnowszy będzie również dostępny za pośrednictwem chmury, twierdzi firma. Perspektywa potężniejszych procesorów kwantowych ekscytuje naukowców takich jak Papenbrock. Mając dostęp do 128-kubitowego chipa, moglibyśmy rozwiązać kilka fantastycznych problemów, mówi.
Porusza się chmura
Nowa usługa zapewni jeszcze większej liczbie badaczy dostęp do stosunkowo zaawansowanych obliczeń kwantowych i utrzyma Rigetti w pierwszym rzędzie szybko rozwijającego się ruchu chmur kwantowych.
IBM umożliwia już członkom swojej skupionej na biznesie społeczności QNetwork dostęp do 20-kubitowych maszyn za pośrednictwem chmury oraz zapewnia bezpłatny dostęp do 5- i 16-kubitowych maszyn w ramach inicjatywy IBM Quantum Experience. Dario Gil, dyrektor ds. operacyjnych IBM Research, mówi, że około 97 000 użytkowników przeprowadziło łącznie 5,8 miliona eksperymentów na tej ostatniej usłudze od czasu jej uruchomienia w 2016 roku.
Na niedawnej konferencji Diane Greene, szefowa Google Cloud Business, powiedziała, że firma udostępnia kilku klientom dostęp do usługi kwantowej w chmurze, a azjatyckie firmy technologiczne, takie jak Fujitsu z Japonii i Alibaba, również dołączyły do klubu chmury kwantowej. .