IBM Research יוצרת גישה חדשה 'ללא שרת' למחשוב קוונטי
מחשוב קוונטי מבטיח ביצועים עוצמתיים בצורה קסומה, אבל יש לו גם מכשולים בלתי עבירים רבים. אחת הנקודות החשובות ביותר היא כיצד לבטא את הבעיה שיש לפתור כ"מעגל" קוונטי שיכול לפעול על חומרה קיימת. אבל מה אם רק חלק מהבעיה מתאים לביטוי הזה? באופן כללי, בעיות מורכבות מטופלות בצורה הטובה ביותר על ידי מחשוב מסורתי וטכנולוגיה קוונטית, אך רוב המפתחים אינם מכירים את הטכנולוגיה הזו של פיצול בעיות לתחומי מחשוב שונים כגון CPU, GPU ו-QPU. לשם כך, IBM החליטה לסלול את הדרך למחשוב קוונטי באמצעות שכבות הפשטה, ולקדם מחשוב "ללא שרת" ברמה הקוונטית כמו שעושים ספקי שירותי ענן.
מה זה "Quantum Serverless"?
הגישה "ללא שרת קוונטית" של IBM נועדה להדריך משתמשים במינוף משאבי מחשוב קוונטי בקנה מידה מבלי לדאוג למורכבות החומרה הבסיסית. תהליך הפיתוח חסר החיכוכים הזה מסתמך בעיקר על הקוד הפתוח Qiskit, סביבה לביצוע קוד מחשוב קלאסי בצורה מכוללת, המאפשרת גישה עם אחזור נמוך לחומרה קוונטית. כתוצאה מכך, מגוון רחב של עומסי עבודה יכולים לחזור על חומרה קוונטית או לעשות בהם שימוש חוזר כדי לבצע ביצועים הרבה יותר מהירים מאי פעם. למעשה, IBM השתמשה בזמן הריצה של Qiskit כדי להפעיל את אלגוריתם Eigensolver הקוונטי הווריאציוני פי 120 מהר יותר מדגמי API קודמים של מעגלים.
לגבי Qiskit
IBM Qiskit מתמקדת בעיקר בשלושה סוגים של משתמשים. הראשון הוא מומחים ברמה גבוהה בתחומים כמו כימיה, פיננסים או בינה מלאכותית שאינם מכירים במיוחד את הטכנולוגיה הקוונטית, וכעת הם יכולים גם לפרוס מעגלים על חומרה קוונטית בצורה שקופה יחסית. זהו ללא ספק צעד חשוב עבור מחשוב קוונטי כדי לענות על ביקוש השוק. השני הוא מפתח שיש לו הבנה מסוימת במעגלים קוונטיים ומתכוון להשתמש בספריית זמן ריצה כדי לבדוק את היתרונות היחסיים של מחשוב קוונטי על פני מחשוב קלאסי. לבסוף, מומחי מחשוב קוונטי שרוצים לבחון פולסי מחשוב קוונטי - האותות הנכנסים ויוצאים מקווביטים - יכולים לפרוס את אותה חבילת זמן ריצה באחת מיותר מ-20 המערכות הקוונטיות המגובות של IBM ברחבי העולם, המופעלות על ידי Qiskit. עליון.
צוות IBM גם חקר דרכים חדשות לשיפור יכולות פתרון הבעיות של מערכות מחשוב קוונטי על ידי מינוף משאבים קלאסיים להתמודדות עם בעיות מורכבות כמו עיצוב מעגלים, הטבעה קוונטית והפחתת שגיאות. משאבים קלאסיים יכולים למצוא נקודות כניסה מרכזיות בבעיות בתכנון מעגלים, ובכך ליצור מעגלים קוונטיים קטנים יותר כדי להכיל התקנים קוונטיים נוכחיים עם כוח מחשוב חלש. לאחר השלמת החלקים, החלקים מורכבים מחדש על ידי מחשבים קלאסיים כדי לדמות את הבעיה הכוללת. הפחתת שגיאות היא לצמצם שגיאות מסוימות והשפעותיהן באמצעות מנגנוני עיבוד פוסט-עיבוד קלאסיים, ובכך להשיג פתרונות מחשוב קוונטי מדויקים יותר. IBM מקווה שהשילוב הקוונטי-קלאסי הזה יאפשר לקהילת הטכנולוגיה ליהנות מהיתרונות של מחשוב קוונטי ביישומים מסוימים מוקדם מהצפוי.
מהם היתרונות של "ללא שרת"?
למעשה, הביטוי "ללא שרת" יכול להיות מעט מבלבל. השרתים הבסיסיים (בצורה קלאסית או קוונטית) כמובן קיימים, רק שמפתחים צריכים כעת להתמקד רק בקידוד, לא בתשתית החומרה. כל המשאבים יהיו מובלעים כשירותי ענן, מה שיבטל את הצורך בניהול קיבולת או מחזור חיים בצד הפיתוח ויאפשר הרחבה חלקה. לבסוף, משתמשים יכולים לשלם תוך כדי מבלי לשאת בעלות של חומרה סרק.
סיכום
נכון לעכשיו, השחרור של יבמ הוא רק הדגמה פשוטה, המדגישה בעיקר כיצד מנוע קוד הענן של יבמ ו-Qiskit זמן ריצה עוזרים למשתמשים לשלב מעבד, GPU ו-QPU באותו תרחיש יישום, מה שמקביל לפתיחת חלון קטן לרגל אחר תרחישי יישומים עתידיים .
במבט לעתיד, IBM בוחנת דרכים מורכבות יותר ליישם מחשוב קוונטי, בתקווה להשיג ולהאיץ באמת "עליונות קוונטית" -- מקרה שימוש שבו מחשוב קוונטי טוב משמעותית ממחשוב מסורתי. הופעתו של "ללא שרת קוונטי" היא בדיוק תוכנית שהתווה IBM למחשוב קוונטי.
