Qu’est-ce que l’informatique quantique hybride ?

L’informatique quantique hybride fait référence aux processus et à l’architecture d’un ordinateur classique et d’un ordinateur quantique travaillant ensemble pour résoudre un problème. Avec la dernière génération d’architecture de calcul quantique hybride disponible dans Azure Quantum, vous pouvez commencer à programmer des ordinateurs quantiques en combinant des instructions classiques et quantiques.

Azure Quantum incarne une vision prospective de l’informatique quantique hybride, où certaines architectures sont déjà opérationnelles, tandis que d’autres sont en cours de développement. Cet article décrit les différentes approches de l’informatique quantique hybride et comment elles peuvent être utilisées pour optimiser certains problèmes.

Regroupement de circuits avec calcul quantique par lots

L’informatique quantique batch vous permet d’envoyer plusieurs circuits quantiques en tant que tâche unique au matériel quantique.

En règle générale, les circuits quantiques sont envoyés un à la fois en tant que travaux uniques à une cible matérielle quantique. Lorsque le client reçoit le résultat d’un circuit, le circuit suivant est ajouté en tant que nouveau travail à la file d’attente. Le traitement par lots de plusieurs circuits en un seul travail élimine toutefois l’attente entre les soumissions de travaux, ce qui vous permet d’exécuter plusieurs travaux plus rapidement. Les exemples de problèmes qui peuvent tirer parti de l’informatique quantique par lots incluent l’algorithme de Shor et l’estimation de phase quantique simple.

Avec le modèle de calcul par lots, vous pouvez également traiter plusieurs circuits prédéfinis en un seul travail. Les circuits sont soumis au matériel quantique dès que le circuit précédent est terminé, ce qui réduit l’attente entre les soumissions de travaux.

Dans cette architecture, l’état des qubits est perdu entre chaque soumission de circuit.

Remarque

Azure Quantum ne prend actuellement pas en charge l’informatique quantique par lots.

Regroupement de travaux avec des sessions

Les sessions vous permettent d’organiser plusieurs travaux d’informatique quantique avec la possibilité d’exécuter du code classique entre les travaux quantiques. Vous serez en mesure d’exécuter des algorithmes complexes pour mieux organiser et suivre vos travaux d’informatique quantique individuels. De plus, les travaux regroupés dans les sessions sont hiérarchisés par rapport aux travaux non-session.

Dans ce modèle, la ressource de calcul du client est déplacée vers le cloud, ce qui entraîne une latence inférieure et une exécution répétée du circuit quantique avec différents paramètres. Bien que les sessions autorisent des temps de file d’attente plus courts et des problèmes d’exécution plus longs, les états qubits ne persistent pas entre chaque itération. Exemples de problèmes qui peuvent utiliser cette approche sont Variational Quantum Eigensolvers (VQE) et Quantum Approximate Optimization Algorithms (QAOA).

Pour plus d’informations, consultez Prise en main des sessions.

Exécution de l’informatique quantique hybride

Avec l’informatique quantique hybride, les architectures classiques et quantiques sont étroitement couplées, ce qui permet aux calculs classiques d’être effectués alors que les qubits physiques sont cohérents. Bien que limité par la durée de vie et la correction des erreurs qubit, cela permet aux programmes quantiques de s’éloigner des circuits justes. Les programmes peuvent désormais utiliser des constructions de programmation courantes pour effectuer des mesures intermédiaires, optimiser et réutiliser des qubits, et s’adapter en temps réel au QPU. Les exemples de scénarios qui peuvent tirer parti de ce modèle sont l’estimation de phase adaptative et le Machine Learning.

Pour plus d’informations, consultez l’informatique quantique intégrée.

Exécution de l’informatique quantique distribuée

Dans cette architecture, le calcul classique fonctionne avec des qubits logiques. Avec un contrôle classique entièrement intégré et des qubits logiques de longue durée, le modèle de calcul quantique distribué permet des calculs en temps réel entre les ressources quantiques et distribuées. Les contrôles classiques ne sont plus limités aux boucles et permettent des scénarios tels que la modélisation de matériaux complexes ou l’évaluation de réactions catalytiques complètes.

Remarque

Azure Quantum ne prend actuellement pas en charge l’informatique quantique distribuée.