IBM Research crea un nuovo approccio "serverless" al calcolo quantistico
Il calcolo quantistico promette prestazioni magicamente potenti, ma presenta anche molti ostacoli insormontabili. Uno dei punti più importanti è come esprimere il problema da risolvere come un "circuito" quantistico che può funzionare su hardware esistente. Ma cosa succede se solo una parte del problema corrisponde a questa espressione? In generale, i problemi complessi vengono gestiti al meglio dall'informatica tradizionale e dalla tecnologia quantistica, ma la maggior parte degli sviluppatori non ha familiarità con questa tecnologia di suddivisione dei problemi in diversi domini di elaborazione come CPU, GPU e QPU. A tal fine, IBM ha deciso di aprire la strada al calcolo quantistico attraverso livelli di astrazione, promuovendo il calcolo "serverless" a livello quantistico come fanno i provider di servizi cloud.
Cos'è "Quantum Serverless"?
L'approccio "quantum serverless" di IBM è progettato per guidare gli utenti a sfruttare le risorse di calcolo quantistico su larga scala senza preoccuparsi della complessità dell'hardware sottostante. Questo processo di sviluppo senza attriti si basa principalmente su Qiskit open source, un ambiente per l'esecuzione di codice di calcolo classico in modo containerizzato, consentendo l'accesso a bassa latenza all'hardware quantistico. Di conseguenza, un'ampia varietà di carichi di lavoro può iterare o riutilizzare l'hardware quantistico per eseguire molto più velocemente che mai. Infatti, IBM ha utilizzato il runtime di Qiskit per eseguire l'algoritmo variazionale Eigensolver quantistico 120 volte più velocemente rispetto ai precedenti modelli API del circuito.
A proposito di Qiskit
IBM Qiskit si rivolge principalmente a tre tipi di utenti. I primi sono esperti di alto livello in campi come la chimica, la finanza o l'intelligenza artificiale che non hanno molta familiarità con la tecnologia quantistica, e ora possono anche distribuire circuiti su hardware quantistico in modo relativamente trasparente. Questo è senza dubbio un passo importante per il calcolo quantistico per soddisfare la domanda del mercato. Il secondo è uno sviluppatore che ha una certa conoscenza dei circuiti quantistici e intende utilizzare una libreria di runtime per testare i vantaggi comparativi del calcolo quantistico rispetto al calcolo classico. Infine, gli esperti di calcolo quantistico che desiderano esaminare gli impulsi del calcolo quantistico, i segnali che entrano ed escono dai qubit, possono implementare la stessa suite di runtime in uno degli oltre 20 sistemi quantistici supportati da IBM in tutto il mondo, alimentati da Qiskit. superiore.
Il team IBM ha anche ricercato nuovi modi per migliorare le capacità di risoluzione dei problemi dei sistemi di calcolo quantistico sfruttando le risorse classiche per affrontare problemi complessi come la progettazione di circuiti, l'incorporamento quantistico e la mitigazione degli errori. Le risorse classiche possono trovare punti di ingresso chiave nei problemi di progettazione dei circuiti, generando così circuiti quantistici più piccoli per accogliere gli attuali dispositivi quantistici con una potenza di calcolo debole. Dopo che le parti sono state completate, le parti vengono quindi riassemblate da computer classici per simulare il problema generale. La mitigazione degli errori consiste nel ridurre determinati errori e i loro effetti attraverso i classici meccanismi di post-elaborazione, ottenendo così soluzioni di calcolo quantistico più accurate. IBM spera che questa combinazione quantistica-classica consentirà alla comunità tecnologica di godere dei vantaggi del calcolo quantistico in determinate applicazioni prima del previsto.
Quali sono i vantaggi di "serverless"?
In effetti, l'espressione "serverless" può creare un po' di confusione. I server sottostanti (sia in forma classica che quantistica) ovviamente esistono, è solo che gli sviluppatori ora devono concentrarsi solo sulla codifica, non sull'infrastruttura hardware. Tutte le risorse saranno incapsulate come servizi cloud, eliminando la necessità di gestione della capacità o del ciclo di vita dal lato dello sviluppo e consentendo un'espansione continua. Infine, gli utenti possono pagare a consumo senza incorrere nel costo dell'hardware inattivo.
Conclusione
Al momento, il rilascio di IBM è solo una semplice dimostrazione, sottolineando principalmente come il motore di codice cloud IBM e il runtime Qiskit aiutino gli utenti a combinare CPU, GPU e QPU nello stesso scenario applicativo, il che equivale ad aprire una piccola finestra per spiare futuri scenari applicativi .
Guardando al futuro, IBM sta esplorando modi più complessi per implementare il calcolo quantistico, sperando di raggiungere e accelerare veramente la "supremazia quantistica" -- un caso d'uso in cui il calcolo quantistico è significativamente migliore del calcolo tradizionale. L'emergere di "quantum serverless" è esattamente un progetto delineato da IBM per il calcolo quantistico.
