Inside Quantum Technology の Inside Scoop: 量子コンピューティングとクラウド

「クラウド内の量子デバイスの数が絶えず増加していることがわかります。 ゴクル・サブラマニアン・ラヴィ、シカゴ大学の博士研究員。 Ravi はクラウドベースの量子コンピューティングを研究し、論文を発表しました 紙 サービスについて。 「近い将来、実用的な量子優位性を達成するには、アプリケーション スタックで作業する人から実際の習慣を構築する人まで、調和のとれた調整が必要になります。 クラウド内の量子は、この調和を達成するための最も重要なステップの XNUMX つです。」 クラウドは、ユーザーがテスト、実行、および プログラム これは、多くの量子コンピューティング企業が調査する魅力的なオプションです。 「近い将来、量子コンピューティングは、オンプレミスで提供できないコンピューティング リソースではなくなります」と説明しました。 トゥシャー・ミタル、上級クォンタム プロダクト マネージャー、 IBMクラウド. 「極低温環境でのアクティブなキャリブレーションなど、従来のコンピューティングの展開には存在しない管理の複雑さがあります。 オンプレミスのような展開でさえ、スタンドアロン ボックスではありません。サービスを計算するためにローカライズされています。 これにより、クラウドにより、コンピューティング アクセスをスケーラブルにユーザーに提供できる、より直感的で柔軟なアクセス モデルを提供できるようになります。」 ただし、クラウド サービスの需要が高まっているため、待ち時間が長くなり、ジョブの完了に遅れが生じています。 これは、量子コンピューティングとクラウドがより広く採用される前に、いくつかの改善が必要になる可能性があることを意味します.

インターネット上で実行されるリモート ネットワーキング サーバーのシステムであるクラウドは、ユーザーに多くのサービスを提供します。 ストレージからコラボレーション プロジェクトまで、クラウドはその柔軟性と多用途性から世界中の多くの企業で利用されています。 実際のインターフェース自体は非常に複雑になる可能性があります。 「主な重要性は、ユーザーが、量子コンピューターとのインターフェースには、従来のクラウド コンピューターとは別のプログラミング言語が必要であることを理解することです」と説明しました。 クテック 量子コンピューティング部門のエンジニアリング リード、 リヒャルト・ヴァースルイス. 「この言語は、ほとんどの場合、量子アセンブリ言語 (または QASM) がユーザーによって直接記述され、高水準言語からコンパイルされるか、量子コンピューターに適した特別な Web エディターが編集に使用されます。」 Microsoft のような企業プラットフォームとして、量子コンピューティングがクラウドを活用し始めたのはごく最近のことです。 AzureQuantum、ザパタの オルケストラ, AWSのブランケット 量子コンピューティングへのアクセシビリティを向上させます。 「量子マシンは希少で高価なリソースです」と Ravi は述べています。 「当面および中間の将来において、学界と産業界の両方の量子マシンのほとんどのユーザーが、クラウド製品を通じて量子マシンにアクセスすることが期待されています。 クラウド上のマシンの数が絶えず増加しているだけでなく、ソフトウェア サポートとハードウェア機能に関しても常に更新されているため、ユーザーはさまざまなベンダーが提供する最高のシステムで最先端の実験を実行できます。量子フロンティアの急速な進歩には不可欠です。」 量子コンピューティングをより利用しやすくするクラウドの機能は、将来の量子労働力のトレーニングに影響を与える可能性があります。これは、より多くの人々がテクノロジーにアクセスできるようになるためです。 のようなコース IBM の Qiskit 個人が量子コンピューティングやクラウドと対話して実際の結果を得る機会を提供します。 Versluis 氏は次のように付け加えています。 また、量子コンピューターをスーパーコンピューターなど、世界中の他のコンピューターに接続するメカニズムも提供します。」

クラウドベースの量子コンピューティングは、ハイブリッド モデルにより柔軟性を提供し、ユーザーはさまざまな種類の量子コンピューティング ハードウェアを試すことができます。 Mittal 氏は次のように述べています。 IBM は現在、ユーザーがこれらのリソースのオーケストレーションとそのようなアーキテクチャーを必要とする方法を実験できるようにするツールを開発しています。」

自社のビジネスにテクノロジーを活用しようとしている人にとって、クラウドは量子コンピューティングをより手頃な価格にする方法にもなります。 Ravi が説明したように、「アクセシビリティの向上は、余裕のある機関にのみアクセスを容易にするだけです。 ほとんどのベンダーは、ある程度の無料パブリック アクセスと限られた研究のクレジットを許可していますが、これは多くの場合、特権デバイス アクセスのない本格的な研究開発には不十分です。 量子コンピューティングのような新興分野が成功するためには、世界中で大規模な研究開発が必要であり、特に需要が日々増加し続けているため、ベンダーはこれを念頭に置く必要があります。」 などのより多くの企業と D-Wave システム、量子コンピューティングとクラウドを提供することで、クラウドベースの量子コンピューターの数が増加し、利害関係者がより多くのオプションを選択できるようになり、オプションの費用対効果が向上します。

しかし、クラウドベースの量子コンピューティングに対する需要の高まりは、その衰退にもなりかねません。 ジョブが実行されるまでの待ち時間が長いと、特定のプラットフォームでボトルネックが発生します。 「ある程度の特権アクセスを持つユーザーであっても、マシン アクセスの待ち時間は何時間も、場合によっては何日もかかることがよくあります!」 ラヴィが叫んだ。 「これは、高品質だが数が限られているトラップイオンマシンなどの最近の製品に特に当てはまります。」 待ち時間が長いと、ボトルネックが発生するだけでなく、より複雑なアルゴリズムに特に悪影響を与える可能性があります。 変分的 Ravi 氏が付け加えたように、量子アルゴリズムは次のように付け加えています。 このような連続ジョブを数百または数千実行するには、数週間かかる場合があります。」 このタイムラグは、産業と研究の両方の多くにとって重要です。彼らの仕事は、クラウドで処理されるまでに関連性さえない可能性があり、より多くの困難を生み出すからです.

これらの大幅なラグを改善する方法はたくさんあります。 XNUMX つは、クラウド プラットフォームにさらに多くの量子コンピューターを追加することです。 レジの列に別のレジを開くのと同じように、これにより、より多くの仕事が分散され、待ち時間が短くなる可能性があります。 Mital は、ユーザーがソフトウェアに対する期待を変える必要があると考えています。 Mital 氏は次のように説明しています。 しかし、Ravi は、解決策はプラットフォーム自体から得られる必要があると考えています。 「企業は、これらの複数の実行を XNUMX つのシングル ユーザー ジョブとして実行できるように、クラウドで適切に統合された従来の量子ハイブリッド サポートを提供し始めています」と Ravi 氏は述べています。 「その例は、IBM の Qiskitランタイムは、反復的なアプリケーションに対応するさまざまな実験をサポートするために、その柔軟性とサポートを常に向上させていますが、まだ道のりは長いです。」

Kenna Hughes-Castleberry は、Inside Quantum Technology のスタッフ ライターであり、JILA (コロラド大学ボルダー校と NIST のパートナーシップ) のサイエンス コミュニケーターです。 彼女の執筆活動には、ディープ テクノロジー、メタバース、量子テクノロジーが含まれます。