Att köra kvantalgoritmer i molnet blev bara mycket snabbare

Simon Landrein

Kvantdatorer skulle en dag kunna utföra beräkningar utom räckhåll för även den mest kraftfulla klassiska superdatorn, men för närvarande är det fortfarande oerhört dyrt och svårt att bygga och underhålla dessa maskiner.

Så under de senaste åren har den begynnande industrin börjat göra några av de relativt få kvantmaskiner som finns tillgängliga för forskare och företag via datormolnet.

En startup som heter Rigetti Computing har precis tagit bort en ny Quantum Cloud Service (QCS) som bygger på sitt befintliga erbjudande, som inkluderar Forest, en mjukvaruverktygssats för kvantprogrammering i molnet. Det finns ett pris på $1 miljon för den första personen eller teamet som använder QCS för att visa att en kvantmaskin kan visa vad företaget kallar 'kvantfördelar'.

Rigetti definierar detta som att visa att en kvantmaskin kan komma med en högre kvalitet, snabbare eller billigare lösning på ett viktigt och värdefullt problem än en klassisk. (Rigetti säger att detaljer om tävlingen kommer att presenteras den 30 oktober.)

Företaget presenterade också nyligen världens mest kraftfulla kvantprocessor, en 128-qubit-modell som toppar den tidigare rekordhållaren, Googles 72-qubit Bristlecone-chip (se MIT Technology Review qubit räknare ). QCS-användare kommer dock initialt att vara begränsade till ett 16-qubit-chip. Tjänsten kommer också att vara begränsad till vissa kunder och partners till Rigetti till en början, innan den blir mer allmänt tillgänglig senare i år.

Anledningen till att det finns så mycket spänning kring kvantberäkning är att till skillnad från traditionella maskiner, som använder standard digitala bitar som kan representera antingen ett eller 0 , qubits kan vara båda samtidigt. Att bara lägga till några extra qubits till en maskin – och länka dem via ett fenomen som kallas entanglement – ​​skapar exponentiella språng i datorkraft (se Seriösa kvantdatorer är äntligen här. Vad ska vi göra med dem? ).

När tekniken utvecklas kan kvantberäkning leda till betydande framsteg inom många områden, från kemi och materialvetenskap till kärnfysik och maskininlärning.

Farthinder

Thomas Papenbrock, en kärnfysiker vid University of Tennessee, har använt både IBM:s och Rigettis molntjänster för att beräkna bindningsenergin för deuteronet , en partikel som består av en proton och neutron som bildar centrum av deuteriumatomen (eller tungt väte). Även om det är möjligt att göra detta med klassiska datorer, säger Papenbrock att han är angelägen om att använda kvantmaskiner genom molnet för att lära sig mer om deras potential.

För att köra sådana experiment programmerar forskare ofta sina egna klassiska datorer med hybridkvantalgoritmer som sedan använder applikationsprogrammeringsgränssnitt, eller API:er, för att anlita kvantmaskiner i molnet för specifika bitar av en beräkning. Resultaten skickas sedan tillbaka till de klassiska maskinerna.

Rigetti säger att deras eget team, och användare av dess befintliga molntjänst, upptäckte att detta tillvägagångssätt skapade latensproblem, vilket bromsade algoritmernas prestanda.

QCS tar itu med problemet med ett datacenter som innehåller både kvantdatorer och klassiska i ett system optimerat för att köra hela hybridalgoritmer. Företaget säger att under de närmaste månaderna kommer kvantalgoritmer att köras 20 till 50 gånger snabbare på sin QCS än på sin nuvarande molnuppsättning, och betydligt snabbare utöver det.

Tjänsten kommer också förkonfigurerad med Forest och andra verktyg för att göra det enkelt för forskare att få igång experiment. Vi förkortar verkligen inlärningsslingan så att folk bara kan börja testa och programmera idag, säger Chad Rigetti, företagets VD och grundare.

Även om QCS initialt endast kommer att ge forskare tillgång till företagets 16-qubit-chip, så kommer dess senaste också att vara tillgänglig via molnet, säger företaget. Utsikten till mer kraftfulla kvantprocessorer retar forskare som Papenbrock. Med tillgång till ett 128-qubit-chip skulle vi kunna lösa några fantastiska problem, säger han.

Moln rör sig

Den nya tjänsten kommer att ge ännu fler forskare tillgång till relativt avancerad kvantberäkning och hålla Rigetti i första raden i en snabbt expanderande kvantmolnrörelse.

IBM låter redan medlemmar i sitt affärsfokuserade QNetwork-community komma åt 20-qubit-maskiner via molnet, och ger gratis åtkomst till 5- och 16-qubit-maskiner genom ett initiativ som kallas IBM Quantum Experience. Dario Gil, operativ chef för IBM Research, säger att cirka 97 000 användare har kört totalt 5,8 miljoner experiment på den sistnämnda tjänsten sedan den lanserades 2016.

Vid en nyligen genomförd konferens sa Diane Greene, chefen för Googles molnverksamhet, att företaget låter ett fåtal kunder få tillgång till en molnbaserad kvanttjänst, och asiatiska teknikföretag som japanska Fujitsu och kinesiska Alibaba har också gått med i kvantmolnklubben .

Dölj