Hoe ziet de toekomst van computers eruit? Zapata Computing heeft mogelijk een antwoord in 'Big Compute'

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Volgens Zapata zal het tijdperk van Big Compute kwantumtechnologie combineren met andere ontwikkelingen om computergebruik naar een geheel nieuw niveau te tillen.

By Kenna Hughes-Castleberry geplaatst op 16 februari 2023

Zoals veel toonaangevende kwantumcomputingbedrijven, Zapata Computing heeft veel nagedacht over hoe kwantumcomputing naast klassiek computergebruik zal bestaan. Jay Liu, Vice President of Product, en zijn team bereiden zich voor op het tijdperk dat zij ‘Big Compute’ noemen –een tijdperk waar kwantum- en klassieke technologie zullen samenwerken in een hybride systeem.

Het definiëren van Big Compute

Zoals Liu uitlegde, is Big Compute de natuurlijke voortzetting van twee eerdere tijdperken van de ontwikkeling van computertechnologie. Ten eerste was er Big Data. Ontwikkelingen waaronder de cloud en de “internet van dingen” stelde organisaties en bedrijven in staat enorme hoeveelheden gegevens te analyseren, op te slaan en te delen. De toegankelijkheid van deze gegevens vormde de basis voor de volgende fase van de evolutie: de evolutie van algoritmen om deze gegevens te verwerken.

Liu noemt dit het tijdperk van ‘Big Models’. Hier ziet Liu algoritmen – specifiek machine learning modellen – worden geavanceerder en helpen organisaties betekenisvollere inzichten uit hun gegevens te halen, die ze vervolgens kunnen gebruiken om hun zakelijke beslissingen te onderbouwen, bijvoorbeeld in de vorm van voorspellende of prescriptieve analyses. Dit lijkt ook het geval te zijn voor kwantumalgoritmen, aangezien veel bedrijven werken aan de ontwikkeling van kwantumalgoritmen die kunnen worden gebruikt om het oplossen van problemen en andere processen te optimaliseren.

Maar naarmate deze algoritmen krachtiger worden, vereisen ze ook meer rekenkracht. Dit vraagt om een derde fase in de evolutie: de evolutie van hardware. Dit, zegt Liu, is het tijdperk van Big Compute. Hij gelooft dat kwantumcomputing in deze derde evolutie de grootste impact zal hebben.

In tegenstelling tot software en algoritmen voorspelt Liu dat er sprake zal zijn van een significante bottleneck bij de ontwikkeling van hardware, omdat fysieke computerapparatuur slechts een bepaalde hoeveelheid stroom kan leveren. Wet van Moore, dat de afgelopen decennia de vooruitgang op het gebied van rekenkracht heeft aangewakkerd, botst eindelijk op een muur nu transistors het punt bereiken waarop ze fysiek niet kleiner kunnen worden. “De rekenkracht loopt langzaam vast”, zegt Liu. “En kwantumcomputing is de sleutel om dit probleem op te lossen.” Om het knelpunt in rekenkracht te overwinnen, stellen Liu en het team van Zapata Computing een computersysteem voor dat klassieke computerapparatuur combineert, zoals GPU's, CPU's en opkomende kwantumcomputerapparaten.

Om deze vele verschillende apparaten met elkaar te verbinden is een orkestratielaag nodig, waarbij software taken kan definiëren en delegeren aan de specifieke computerapparatuur die het meest geschikt is om deze uit te voeren, of deze nu klassiek of kwantum is. De combinatie van klassieke en kwantumcomputerapparatuur zorgt voor een krachtig systeem dat de rekenkracht op nieuwe manieren zou kunnen vergroten. “Kwantumalgoritmen of kwantumapparaten kunnen grote problemen niet alleen oplossen”, aldus Liu. “Deze problemen vereisen een systeem van hybride apparaten en een intelligente softwarelaag om de gegevensstroom en de uitvoering van algoritmen over verschillende hardware-backends te orkestreren.”

Om het tijdperk van Big Compute te versnellen, ontwikkelen Liu en het Zapata Computing-team hun hybride kwantumsoftwareplatform Orkest, die een interface zal vormen tussen de verschillende computerapparaten, zowel kwantum als klassiek. Dit systeem zou ook flexibel genoeg zijn om te integreren met verschillende soorten kwantumcomputers (fotonische, supergeleidende, neutrale atomen en meer), naast toekomstige kwantumapparaten. Hierdoor zouden probleemoplossende workflows voorwaarts compatibel kunnen zijn met toekomstige ontwikkelingen op het gebied van hardware.

Liu beschouwt het huidige kwantum-ecosysteem als enigszins gefragmenteerd tussen software- en hardwareontwikkeling, en hij hoopt dat Zapata Computing en het Big Compute-framework die kloof kunnen overbruggen. “Mensen hebben het nu nodig om te experimenteren en uit te proberen”, aldus Liu. Omdat de fragmentatie die Liu ziet alleen maar zal leiden tot verdere verdeeldheid en extremere tekorten aan talent, gelooft Liu dat Orquestra kan helpen deze problemen op te lossen en op zijn beurt kan helpen het kwantum-ecosysteem te laten evolueren naar een nauwer werkende gemeenschap. Liu voegde hieraan toe: “We bouwen een verbindingstool, middleware, niet alleen tussen klassieke en kwantumapparaten, maar ook tussen hybride hardware en hybride software.”

Kenna Hughes-Castleberry is een stafschrijver bij Inside Quantum Technology en de Science Communicator bij JILA (een samenwerking tussen de University of Colorado Boulder en NIST). Haar schrijfritmes omvatten deep tech, de metaverse en kwantumtechnologie.