211service.com
Spouštění kvantových algoritmů v cloudu je nyní mnohem rychlejší
Simon Landrein
Kvantové počítače by jednoho dne mohly provádět výpočty mimo dosah i toho nejvýkonnějšího klasického superpočítače, ale prozatím je stavba a údržba těchto strojů nesmírně nákladná a obtížná.
Takže během posledních několika let začal vznikající průmysl zpřístupňovat některé z relativně mála existujících kvantových strojů výzkumníkům a podnikům prostřednictvím výpočetního cloudu.
Startup s názvem Rigetti Computing právě dokončil novou službu Quantum Cloud Service (QCS), která staví na jeho stávající nabídce, která zahrnuje Forest, sadu softwarových nástrojů pro kvantové programování v cloudu. Pro prvního člověka nebo tým, který použije QCS jako první, je odměna 1 milion dolarů, aby prokázal, že kvantový stroj je schopen ukázat to, co společnost nazývá „kvantovou výhodou“.
Rigetti to definuje tak, že ukazuje, že kvantový stroj může přijít s kvalitnějším, rychlejším nebo levnějším řešením důležitého a cenného problému než klasický. (Rigetti říká, že podrobnosti o soutěži budou odhaleny 30. října.)
Společnost také nedávno představila nejvýkonnější kvantový procesor na světě, 128-qubitový model, který překonává dosavadního držitele rekordu, 72-qubitový čip Bristlecone od Googlu (viz MIT Technology Review qubit čítač ). Uživatelé QCS však budou zpočátku omezeni na 16-qubitový čip. Služba bude také nejprve omezena na určité zákazníky a partnery Rigetti, než bude později v tomto roce rozšířena.
Důvod, proč je kolem kvantových počítačů tolik vzrušení, je ten, že na rozdíl od tradičních strojů, které používají standardní digitální bity, které mohou reprezentovat jeden nebo 0 , qubity mohou být oba současně. Přidání jen několika qubitů navíc do stroje – a jejich propojení prostřednictvím jevu známého jako zapletení – vytváří exponenciální skoky ve výpočetním výkonu (viz Vážné kvantové počítače jsou konečně tady. Co s nimi budeme dělat? ).
Jak se technologie vyvíjí, kvantové výpočty by mohly vést k významnému pokroku v mnoha oblastech, od chemie a vědy o materiálech po jadernou fyziku a strojové učení.
Rychlostní past
Thomas Papenbrock, jaderný fyzik z University of Tennessee, využil cloudové služby IBM i Rigetti k vypočítat vazebnou energii deuteronu , částice sestávající z protonu a neutronu, která tvoří centrum atomu deuteria (nebo těžkého vodíku). Ačkoli je to možné udělat s klasickými počítači, Papenbrock říká, že by rád používal kvantové stroje prostřednictvím cloudu, aby se dozvěděl více o jejich potenciálu.
K provádění takových experimentů výzkumníci často programují své vlastní klasické počítače s hybridními kvantovými algoritmy, které pak využívají aplikační programovací rozhraní neboli API k volání kvantových strojů v cloudu pro konkrétní bity výpočtu. Výsledky jsou poté odeslány zpět do klasických strojů.
Rigetti říká, že jeho vlastní tým a uživatelé jeho stávající cloudové služby zjistili, že tento přístup způsobil problémy s latencí a zpomalil výkon algoritmů.
QCS řeší problém s datovým centrem obsahujícím jak kvantové počítače, tak klasické počítače v systému optimalizovaném pro provoz celých hybridních algoritmů. Firma říká, že během několika příštích měsíců poběží kvantové algoritmy na jejím QCS 20 až 50krát rychleji než na současném cloudovém nastavení, a ještě mnohem rychleji.
Služba je také předkonfigurována s nástrojem Forest a dalšími nástroji, které výzkumníkům usnadňují zahájení experimentů. Skutečně zkracujeme smyčku učení, aby lidé mohli začít testovat a programovat ještě dnes, říká Chad Rigetti, generální ředitel a zakladatel společnosti.
Ačkoli QCS zpočátku poskytne výzkumníkům přístup pouze k 16-qubitovému čipu společnosti, nakonec bude jeho nejnovější přístupný také prostřednictvím cloudu, říká společnost. Vyhlídka na výkonnější kvantové procesory vzrušuje výzkumníky, jako je Papenbrock. S přístupem ke 128-qubitovému čipu bychom mohli vyřešit některé fantastické problémy, říká.
Cloud se pohybuje
Nová služba umožní ještě většímu počtu výzkumníků přístup k relativně pokročilým kvantovým výpočtům a udrží Rigettiho v první řadě rychle se rozšiřujícího pohybu kvantových mraků.
IBM již umožňuje členům své komunity QNetwork zaměřené na podnikání přistupovat k 20-qubitovým strojům prostřednictvím cloudu a poskytuje bezplatný přístup k 5- a 16-qubitovým strojům prostřednictvím iniciativy nazvané IBM Quantum Experience. Dario Gil, provozní ředitel IBM Research, říká, že asi 97 000 uživatelů provedlo celkem 5,8 milionu experimentů s posledně jmenovanou službou od jejího spuštění v roce 2016.
Na nedávné konferenci Diane Greene, vedoucí cloudového obchodu Google, uvedla, že společnost umožňuje několika zákazníkům přístup ke cloudové kvantové službě a asijské technologické firmy jako japonská Fujitsu a čínská Alibaba se také připojily ke kvantovému cloudovému klubu. .