IBM Research رویکرد جدید «بدون سرور» برای محاسبات کوانتومی ایجاد می‌کند
محاسبات کوانتومی نوید عملکرد قدرتمند جادویی را می دهد، اما موانع غیرقابل عبور زیادی نیز دارد. یکی از مهمترین نکات این است که چگونه می توان مسئله را به عنوان یک "مدار" کوانتومی حل کرد که می تواند روی سخت افزار موجود اجرا شود، بیان شود. اما اگر فقط بخشی از مشکل با این عبارت مطابقت داشته باشد چه؟ به طور کلی، مشکلات پیچیده به بهترین وجه توسط محاسبات سنتی و فناوری کوانتومی حل می شوند، اما اکثر توسعه دهندگان با این فناوری تقسیم مشکلات به حوزه های مختلف محاسباتی مانند CPU، GPU و QPU آشنا نیستند. برای این منظور، IBM تصمیم گرفت راه را برای محاسبات کوانتومی از طریق لایه‌های انتزاعی هموار کند و محاسبات «بدون سرور» را در سطح کوانتومی مانند ارائه‌دهندگان خدمات ابری ترویج کند.
"بدون سرور کوانتومی" چیست؟
رویکرد "بدون سرور کوانتومی" IBM برای راهنمایی کاربران در استفاده از منابع محاسباتی کوانتومی در مقیاس بدون نگرانی در مورد پیچیدگی سخت‌افزار زیربنایی طراحی شده است. این فرآیند توسعه بدون اصطکاک اساساً به Qiskit منبع باز متکی است، محیطی برای اجرای کدهای محاسباتی کلاسیک به صورت کانتینری که امکان دسترسی با تأخیر کم به سخت افزار کوانتومی را فراهم می کند. در نتیجه، طیف گسترده‌ای از بارهای کاری می‌توانند سخت‌افزار کوانتومی را تکرار کرده یا مجدداً مورد استفاده قرار دهند تا عملکردی بسیار سریعتر از همیشه داشته باشند. در واقع، IBM از زمان اجرا Qiskit برای اجرای الگوریتم حل ویژه کوانتومی متغیر 120 برابر سریعتر از مدل‌های API مدار قبلی استفاده کرد.
درباره Qiskit
IBM Qiskit عمدتاً سه نوع کاربر را هدف قرار می دهد. اولی متخصصان سطح بالا در زمینه هایی مانند شیمی، مالی یا هوش مصنوعی هستند که با فناوری کوانتومی آشنایی چندانی ندارند و اکنون می توانند مدارهایی را بر روی سخت افزار کوانتومی به روشی نسبتا شفاف مستقر کنند. این بدون شک گام مهمی برای محاسبات کوانتومی برای پاسخگویی به تقاضای بازار است. دوم توسعه دهنده ای است که درک خاصی از مدارهای کوانتومی دارد و قصد دارد از یک کتابخانه زمان اجرا برای آزمایش مزایای نسبی محاسبات کوانتومی نسبت به محاسبات کلاسیک استفاده کند. در نهایت، متخصصان محاسبات کوانتومی که می‌خواهند پالس‌های محاسباتی کوانتومی را بررسی کنند - سیگنال‌هایی که به کیوبیت‌ها وارد و خارج می‌شوند - می‌توانند مجموعه زمان اجرا مشابهی را در یکی از بیش از 20 سیستم کوانتومی تحت حمایت IBM در سراسر جهان که توسط Qiskit پشتیبانی می‌شوند، مستقر کنند. برتر.
تیم IBM همچنین در حال تحقیق در مورد راه‌های جدیدی برای بهبود قابلیت‌های حل مسئله سیستم‌های محاسباتی کوانتومی با استفاده از منابع کلاسیک برای مقابله با مشکلات پیچیده‌ای مانند طراحی مدار، تعبیه کوانتومی و کاهش خطا بوده است. منابع کلاسیک می توانند نقاط ورودی کلیدی را در مسائل طراحی مدار پیدا کنند، در نتیجه مدارهای کوانتومی کوچکتری تولید می کنند تا دستگاه های کوانتومی فعلی با قدرت محاسباتی ضعیف را در خود جای دهند. پس از تکمیل قطعات، قطعات توسط کامپیوترهای کلاسیک مجدداً مونتاژ می شوند تا مشکل کلی شبیه سازی شود. کاهش خطا عبارت است از کاهش برخی خطاها و اثرات آنها از طریق مکانیسم های کلاسیک پس پردازش، در نتیجه به دست آوردن راه حل های محاسباتی کوانتومی دقیق تر. IBM امیدوار است این ترکیب کوانتومی-کلاسیک به جامعه فناوری اجازه دهد تا زودتر از آنچه انتظار می رود از مزایای محاسبات کوانتومی در برنامه های خاص بهره مند شوند.
مزایای "بدون سرور" چیست؟
در واقع، عبارت "بدون سرور" می تواند کمی گیج کننده باشد. سرورهای زیربنایی (هر دو به شکل کلاسیک یا کوانتومی) البته وجود دارند، فقط این است که توسعه دهندگان اکنون فقط باید روی کدنویسی تمرکز کنند، نه زیرساخت سخت افزاری. تمام منابع به عنوان خدمات ابری محصور خواهند شد و نیاز به مدیریت ظرفیت یا چرخه عمر در سمت توسعه را از بین می‌برند و امکان گسترش یکپارچه را فراهم می‌کنند. در نهایت، کاربران می‌توانند بدون متحمل شدن هزینه سخت‌افزار غیرفعال، هزینه‌های خود را در حین انجام کار پرداخت کنند.
نتیجه
در حال حاضر، انتشار IBM تنها یک نمایش ساده است، که عمدتاً بر این نکته تاکید دارد که چگونه موتور کد ابری IBM و زمان اجرا Qiskit به کاربران کمک می‌کند CPU، GPU و QPU را در یک سناریوی برنامه یکسان ترکیب کنند، که معادل باز کردن یک پنجره کوچک برای جاسوسی از سناریوهای برنامه‌های آینده است. .
با نگاهی به آینده، IBM در حال بررسی راه‌های پیچیده‌تر برای پیاده‌سازی محاسبات کوانتومی است، امیدوار است که واقعاً به «برتری کوانتومی» -- سرعت بخشد، موردی که در آن محاسبات کوانتومی به طور قابل‌توجهی بهتر از محاسبات سنتی است. ظهور «بدون سرور کوانتومی» دقیقاً طرحی است که توسط IBM برای محاسبات کوانتومی ترسیم شده است.
