By Kenna Hughes-Castleberry posté le 28 oct. 2022
"Nous voyons le nombre d'appareils quantiques dans le cloud augmenter constamment", a expliqué le Dr. Gokul Subramanian Ravi, chercheur postdoctoral à l'Université de Chicago. Ravi a étudié l'informatique quantique basée sur le cloud et a même publié un document sur la prestation. « Pour obtenir un avantage quantique pratique dans un avenir proche, il faudra une coordination harmonieuse, de ceux qui travaillent dans la pile d'applications à ceux qui créent les habitudes réelles. Quantum dans le cloud est l'une des étapes les plus critiques pour atteindre cette harmonie. » Comme le cloud offre aux utilisateurs un moyen de tester, d'exécuter et de Danse ordinateurs quantiques à distance, il s'agit d'une option attrayante pour de nombreuses entreprises d'informatique quantique à étudier. "Dans un avenir prévisible, l'informatique quantique ne sera pas une ressource de calcul qui ne peut pas être livrée sur site", a expliqué Tushar Mittal, chef de produit senior quantique, chez IBM Cloud. « Il présente des complexités de gestion qui n'existent pas pour un déploiement informatique classique, comme les étalonnages actifs dans des environnements cryogéniques. Même les déploiements de type sur site ne sont pas des boîtiers autonomes - ils sont toujours localisés et gérés pour les services de calcul. Compte tenu de cela, le cloud nous permet de fournir des modèles d'accès plus intuitifs et flexibles qui peuvent fournir de manière évolutive un accès informatique aux utilisateurs. » Cependant, en raison de la demande croissante de services cloud, les temps d'attente et les retards dans l'achèvement des travaux sont plus longs. Cela signifie que l'informatique quantique et le cloud peuvent avoir des améliorations à apporter avant d'être plus largement adoptés.
Le cloud, un système de serveurs de mise en réseau distant fonctionnant sur Internet, offre de nombreux services aux utilisateurs. Du stockage aux projets collaboratifs, le cloud est utilisé par de nombreuses entreprises dans le monde pour sa flexibilité et sa polyvalence. L'interface en elle-même peut être assez compliquée. "L'important est que l'utilisateur comprenne que l'interface avec un ordinateur quantique nécessite un autre langage de programmation par rapport aux ordinateurs cloud classiques", a expliqué QuTech Engineering Lead de la division Quantum Computing, Richard Versluis. "Ce langage, dans la plupart des cas un langage d'assemblage quantique (ou QASM) est écrit directement par l'utilisateur, compilé à partir d'un langage de niveau supérieur ou d'un éditeur Web spécial, adapté aux ordinateurs quantiques, est utilisé pour l'édition." Ce n'est que récemment que l'informatique quantique a commencé à tirer parti du cloud, car des plates-formes d'entreprise telles que Microsoft Azur Quantum, de Zapata Orchestreet Frein d'AWS offrir une plus grande accessibilité à l'informatique quantique. "Les machines quantiques sont des ressources rares et coûteuses", a déclaré Ravi. "Dans un avenir immédiat et intermédiaire, on s'attend à ce que la plupart des utilisateurs de machines quantiques, tant du monde universitaire que de l'industrie, accèdent aux machines quantiques via des offres cloud. Non seulement les machines sur le cloud augmentent constamment en nombre, mais elles sont également constamment mises à jour en termes de support logiciel et de capacités matérielles afin que les utilisateurs puissent effectuer des expériences de pointe sur les meilleurs systèmes proposés par divers fournisseurs, ce qui est un must pour l'avancement rapide des frontières quantiques. La capacité du cloud à rendre l'informatique quantique plus accessible peut avoir une influence sur la formation de la future main-d'œuvre quantique, car de plus en plus de personnes ont accès à cette technologie. Des cours comme Qiskit d'IBM offrent aux particuliers la possibilité d'interagir avec l'informatique quantique et le cloud avec des résultats concrets. Versluis a ajouté que: «Cela offre un accès aux étudiants, mais aussi aux chercheurs (d'entreprise). Il fournit également un mécanisme pour connecter des ordinateurs quantiques à d'autres ordinateurs dans le monde, tels que des superordinateurs.
L'informatique quantique basée sur le cloud offre plus de flexibilité avec des modèles hybrides et permet aux utilisateurs d'essayer différents types de matériel informatique quantique. Selon Mittal : « En dehors des modèles d'accès flexibles, le cloud ouvre également un moyen de fournir des services qui permettent aux utilisateurs d'utiliser des services d'informatique quantique parallèlement à l'informatique élastique et classique pour repenser les flux de travail pour de meilleures performances. IBM développe actuellement des outils pour permettre aux utilisateurs d'expérimenter l'orchestration de ces ressources et les méthodes qui nécessitent de telles architectures.
Pour ceux qui cherchent à tirer parti de la technologie pour leur propre entreprise, le cloud peut également être un moyen de rendre l'informatique quantique plus abordable. Comme l'a expliqué Ravi : « Une meilleure accessibilité n'offre toujours qu'une facilité d'accès aux institutions qui peuvent se le permettre. Alors que la plupart des fournisseurs autorisent un certain accès public gratuit ainsi que des crédits pour une recherche limitée, cela est souvent insuffisant pour une R&D à part entière pour ceux qui n'ont pas d'accès privilégié aux appareils. Pour qu'un domaine émergent comme l'informatique quantique réussisse, nous aurons besoin d'une R&D approfondie dans le monde entier, et les fournisseurs doivent garder cela à l'esprit, d'autant plus que la demande continue d'augmenter chaque jour. Avec plus d'entreprises telles que D-Wave systèmes, offrant l'informatique quantique et le cloud, le nombre d'ordinateurs quantiques basés sur le cloud augmente, offrant plus d'options aux parties intéressées et rendant les options plus rentables.
Pourtant, la demande croissante d'informatique quantique basée sur le cloud pourrait également être sa chute. Les longs délais d'attente pour l'exécution des travaux créent un goulot d'étranglement pour certaines plates-formes. "Même pour les utilisateurs disposant d'un certain niveau d'accès privilégié, les temps d'attente pour l'accès à la machine peuvent souvent être de plusieurs heures et parfois même de plusieurs jours !" s'exclama Ravi. "Cela est particulièrement vrai pour les offres plus récentes, telles que les machines à ions piégés, qui sont de haute qualité mais en nombre plus limité." Les longs temps d'attente entraînent non seulement des goulots d'étranglement, mais peuvent être particulièrement nocifs pour les algorithmes plus complexes, tels que variationnel les algorithmes quantiques, qui, comme l'a ajouté Ravi: «sont considérés comme prometteurs pour présenter un avantage quantique à court terme. Exécuter des centaines ou des milliers de tâches séquentielles de ce type peut prendre des semaines. Ce décalage temporel est critique pour de nombreuses personnes, tant dans l'industrie que dans la recherche, car leurs emplois peuvent même ne plus être pertinents au moment où ils sont traités dans le cloud, ce qui crée davantage de difficultés.
Il existe de nombreuses méthodes qui pourraient améliorer ces retards importants. L'une consiste à ajouter plus d'ordinateurs quantiques à la plate-forme cloud. Comme ouvrir un autre registre dans une file d'attente, cela pourrait disperser plus d'emplois et créer des temps d'attente plus courts. Mittal pense que les utilisateurs doivent changer leurs attentes vis-à-vis du logiciel. Comme l'a expliqué Mittal : « La gestion des attentes en matière d'accès aux modèles et aux services que les utilisateurs utilisent pour utiliser le calcul quantique évoluera naturellement à mesure que la technologie et les capacités mûriront. « Mais Ravi pense qu'une solution doit provenir de la plate-forme elle-même. "Les entreprises ont commencé à offrir un support hybride classique-quantique bien intégré dans le cloud afin que ces multiples exécutions puissent être exécutées comme un travail mono-utilisateur", a déclaré Ravi. "Un exemple est celui d'IBM Exécution de Qiskit, qui augmente constamment sa flexibilité et son support pour prendre en charge une variété d'expériences correspondant à des applications itératives, mais il reste encore un long chemin à parcourir.
Kenna Hughes-Castleberry est rédactrice à Inside Quantum Technology et communicatrice scientifique à JILA (un partenariat entre l'Université du Colorado à Boulder et le NIST). Ses rythmes d'écriture incluent la technologie profonde, le métaverse et la technologie quantique.
