By Kenna Hughes-Castleberry 28 Ekim 2022'de yayınlandı
"Buluttaki kuantum cihazlarının sayısının sürekli arttığını görüyoruz" diye açıklıyor Dr. Gokul Subramanian Ravi, Chicago Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı. Ravi, bulut tabanlı kuantum hesaplamayı inceledi ve hatta yayınladı Kağıt hizmet üzerinde. "Yakın gelecekte pratik kuantum avantajı elde etmek, uygulama yığınında çalışanlardan başlayarak gerçek alışkanlıkları oluşturanlara kadar uyumlu bir koordinasyon gerektirecektir. Bulutta kuantum, bu uyumu sağlamak için atılan en kritik adımlardan biri.” Bulut, kullanıcılara test etme, çalıştırma ve program uzaktan kuantum bilgisayarlar, birçok kuantum bilgi işlem şirketi için araştırmak için çekici bir seçenektir. "Öngörülebilir gelecekte, kuantum bilgi işlem şirket içinde teslim edilemeyecek bir bilgi işlem kaynağı olmayacak." Tuşar Mittal, Kıdemli Kuantum Ürün Müdürü, şirketinde IBM Cloud. "Kriyojenik ortamlardaki aktif kalibrasyonlar gibi klasik bilgi işlem dağıtımında olmayan yönetim karmaşıklıklarına sahip. Şirket içi benzeri dağıtımlar bile bağımsız kutular değildir; yine de yerelleştirilmiş, yönetilen bilgi işlem hizmetleridir. Bu göz önüne alındığında, bulut, kullanıcılara ölçeklenebilir bir şekilde bilgi işlem erişimi sağlayabilen daha sezgisel ve esnek erişim modelleri sunmamızı sağlıyor." Ancak bulut hizmetlerine olan talebin artması nedeniyle, işlerin tamamlanmasında daha uzun bekleme süreleri ve gecikmeler yaşanmaktadır. Bu, kuantum bilgi işlemin ve bulutun daha yaygın bir şekilde benimsenmeden önce yapılması gereken bazı iyileştirmeler olabileceği anlamına gelir.
İnternet üzerinde çalışan uzak ağ sunucularından oluşan bir sistem olan bulut, kullanıcılara birçok hizmet sunar. Depolamadan ortak projelere kadar bulut, esnekliği ve çok yönlülüğü nedeniyle küresel olarak birçok şirket tarafından kullanılıyor. Aslında arayüzün kendisi oldukça karmaşık olabilir. "Önemli olan, kullanıcının bir kuantum bilgisayarla arayüz oluşturmanın klasik bulut bilgisayarlara kıyasla başka bir programlama dili gerektirdiğini anlaması." QuTech Kuantum Hesaplama Bölümü Mühendislik Lideri, Richard Versluis. "Bu dil, çoğu durumda bir kuantum birleştirme dili (veya QASM) doğrudan kullanıcı tarafından yazılır, daha üst düzey bir dilden derlenir veya kuantum bilgisayarlara uygun özel bir web editörü, düzenleme için kullanılır." Kuantum bilişim, Microsoft'unki gibi şirket platformları olarak buluttan yararlanmaya ancak son zamanlarda başladı. Azure Kuantum, Zapata'nın Orkestra, ve AWS'nin Braketi kuantum hesaplamaya daha fazla erişilebilirlik sağlar. Ravi, "Kuantum makineleri kıt ve pahalı kaynaklardır," dedi. "Yakın ve orta gelecekte, hem akademiden hem de endüstriden çoğu kuantum makinesi kullanıcısının bulut teklifleri aracılığıyla kuantum makinelerine erişmesi bekleniyor. Buluttaki makinelerin sayısı sürekli olarak artmakla kalmıyor, aynı zamanda yazılım desteği ve donanım yetenekleri açısından da sürekli olarak güncelleniyor, böylece kullanıcılar çeşitli satıcıların sunduğu en iyi sistemler üzerinde son teknoloji deneyler gerçekleştirebiliyor. kuantum sınırlarının hızla ilerlemesi için bir zorunluluktur.” Bulutun kuantum bilişimi daha erişilebilir hale getirme yeteneği, daha fazla kişinin buna, yani teknolojiye erişimi olduğundan, geleceğin kuantum iş gücünün eğitilmesine yardımcı olmada etkili olabilir. gibi kurslar IBM'in Qiskit'i bireylere gerçek sonuçlarla kuantum bilgi işlem ve bulut ile etkileşime girme fırsatları sunar. Versluis şunları ekledi: "Bu, öğrencilere olduğu kadar (şirket) araştırmacılarına da erişim sağlıyor. Aynı zamanda kuantum bilgisayarları, süper bilgisayarlar gibi dünyadaki diğer bilgisayarlara bağlamak için bir mekanizma sağlıyor.”
Bulut tabanlı kuantum bilgi işlem, hibrit modellerle daha fazla esneklik sunar ve kullanıcıların farklı türde kuantum bilgi işlem donanımlarını denemelerine olanak tanır. Mittal'e göre: "Esnek erişim modellerinin dışında bulut, kullanıcıların daha iyi performans için iş akışlarını yeniden tasarlamak üzere elastik, klasik bilgi işlemin yanı sıra kuantum bilgi işlem hizmetlerini kullanmalarına olanak tanıyan hizmetler sunma yolunun da kilidini açıyor. IBM şu anda, kullanıcıların bu kaynakların orkestrasyonunu ve bu tür mimarileri gerektiren yöntemleri denemelerine olanak tanıyan araçlar geliştiriyor.”
Teknolojiden kendi işletmeleri için yararlanmak isteyenler için bulut, kuantum bilişimi daha uygun fiyatlı hale getirmenin bir yolu da olabilir. Ravi'nin açıkladığı gibi: "Daha iyi erişilebilirlik, yalnızca bunu karşılayabilen kurumlara erişim kolaylığı sunuyor. Çoğu satıcı, sınırlı araştırma için kredilerin yanı sıra bir miktar ücretsiz kamu erişimine izin verse de, bu, ayrıcalıklı cihaz erişimi olmayanlar için tam teşekküllü Ar-Ge için genellikle yetersizdir. Kuantum bilişim gibi gelişmekte olan bir alanın başarılı olması için tüm dünyada kapsamlı Ar-Ge'ye ihtiyacımız olacak ve satıcıların, özellikle talep her geçen gün artmaya devam ederken bunu akıllarında tutmaları gerekiyor." gibi daha fazla şirket ile D-Dalga sistemleri, kuantum bilgi işlem ve bulut sunan, bulut tabanlı kuantum bilgisayarların sayısı artar, ilgili tarafların seçim yapması için daha fazla seçenek sağlar ve seçenekleri daha uygun maliyetli hale getirir.
Yine de bulut tabanlı kuantum hesaplamaya yönelik artan talep, aynı zamanda onun çöküşü olabilir. İşlerin çalıştırılması için uzun bekleme süreleri belirli platformlar için darboğaz oluşturur. "Bir düzeyde ayrıcalıklı erişime sahip kullanıcılar için bile, makine erişimi için bekleme süreleri genellikle saatlerce ve hatta bazen günlerce sürebilir!" diye haykırdı Ravi. "Bu, özellikle yüksek kaliteli ancak sayı olarak daha sınırlı olan tuzak iyon makineleri gibi daha yeni teklifler için geçerlidir." Uzun bekleme süreleri yalnızca darboğazlara neden olmakla kalmaz, aynı zamanda aşağıdakiler gibi daha karmaşık algoritmalar için özellikle zararlı olabilir: varyasyon Ravi'nin eklediği gibi, "yakın vadeli kuantum avantajını sergilemek için umut verici kabul edilen kuantum algoritmaları. Bu tür ardışık yüzlerce veya binlerce işi yürütmek haftalar alabilir." Bu zaman gecikmesi, hem endüstri hem de araştırma alanındaki birçok kişi için kritiktir, çünkü bulutta işlendiklerinde işleri alakalı bile olmayabilir ve bu da daha fazla zorluk yaratır.
Bu önemli gecikmeleri iyileştirebilecek birçok yöntem vardır. Biri, bulut platformuna daha fazla kuantum bilgisayarı eklemek. Bu, çıkış sırasında başka bir kasa açmak gibi, daha fazla işi dağıtabilir ve daha kısa bekleme süreleri yaratabilir. Mittal, kullanıcıların yazılımdan beklentilerini değiştirmeleri gerektiğine inanıyor. Mittal'in açıkladığı gibi: "Kullanıcıların kuantum bilişimi kullanmak için kullandıkları erişim modellerine ve hizmetlere ilişkin beklentileri yönetmek, teknoloji ve yetenekler olgunlaştıkça doğal olarak gelişecektir. Ancak Ravi, bir çözümün platformun kendisinden gelmesi gerektiğine inanıyor. Ravi, "Şirketler, bu çoklu yürütmelerin tek kullanıcılı bir iş olarak yürütülebilmesi için bulutta iyi entegre edilmiş klasik kuantum hibrit desteği sunmaya başladı" dedi. “Bir örnek, IBM'in Qiskit Çalışma Zamanıyinelemeli uygulamalara karşılık gelen çeşitli deneyleri desteklemek için esnekliğini ve desteğini sürekli artıran, ancak daha gidilecek çok yol var.”
Kenna Hughes-Castleberry, Inside Quantum Technology'de ve JILA'da (Colorado Boulder Üniversitesi ile NIST arasındaki bir ortaklık) Bilim İletişimcisi'nde personel yazarıdır. Yazı ritimleri derin teknoloji, metaverse ve kuantum teknolojisini içerir.
