Hibrid kvantum-számítástechnika

A hibrid kvantum-számítástechnika egy klasszikus számítógép és egy kvantumszámítógép folyamatait és architektúráját jelenti, amely egy probléma megoldásán dolgozik együtt. A klasszikus számítógépeket a kvantum-számítástechnikában mindig kvantumkapuk meghatározására, a kvantumszámítógép konfigurációjának szabályozására, feladatok elküldésére és a kvantumszámítógép eredményeinek feldolgozására használták. Az Azure Quantumban elérhető integrált hibrid kvantum-számítástechnikai architektúra legújabb generációjával megkezdheti a kvantumszámítógépek programozását a klasszikus és a kvantumutasítások kombinálásával.

Hibrid kvantum-számítástechnikai architektúrák

A kvantumtechnológia fejlődésével és fejlődésével a klasszikus és kvantumfolyamatok egyre inkább integrálódnak. A Microsoft pontos osztályozást fejlesztett ki az egyes architektúrák és azok előnyeinek megértéséhez.

Architektúra	Description
Batch kvantum-számítástechnika	A helyi ügyfelek definiálják a kapcsolatcsoportokat, és feladatként küldik el őket a kvantumfeldolgozó egységnek (QPU), amely visszaadja az eredményt az ügyfélnek. Ha azonban több kapcsolatcsoportot kötenek egy feladatba, azzal kiküszöböli a feladatbeküldések közötti várakozást, így több feladat gyorsabban futtatható. A kötegelt kvantum-számítástechnika előnyeit kihasználó problémák közé tartozik például a Shor algoritmusa és az egyszerű kvantumfázis-becslés.
Interaktív kvantum-számítástechnika (munkamenetek)	Ebben a modellben az ügyfél számítási erőforrása átkerül a felhőbe, ami alacsonyabb késést és a különböző paraméterekkel rendelkező kvantum-kapcsolatcsoport ismételt végrehajtását eredményezi. A feladatok logikailag csoportosíthatók egy munkamenetbe, és prioritást kaphatnak a nem munkamenet-feladatokhoz képest. Bár a munkamenetek rövidebb várakozási időt és hosszabb futási problémákat biztosítanak, a qubitállapotok nem maradnak meg az egyes iterációk között. Példák erre a megközelítésre használható problémákra: Variational Quantum Eigensolvers (VQE) és Quantum Approximate Optimization Algorithms (QAOA).
Integrált kvantum-számítástechnika	Az integrált kvantum-számítástechnika révén a klasszikus és a kvantumarchitektúrák szorosan kapcsolódnak egymáshoz, így a klasszikus számítások elvégezhetők, míg a fizikai qubitek koherensek. Bár a qubit élettartamának és a hibajavításnak köszönhetően a kvantumprogramok csak a kapcsolatcsoportoktól távolodnak el. A programok mostantól általános programozási szerkezeteket használhatnak a középső áramköri mérések végrehajtásához, a qubitek optimalizálásához és újrafelhasználásához, valamint valós időben a QPU-hoz való alkalmazkodáshoz. A modell előnyeit kihasználó forgatókönyvek például az adaptív fázisbecslés és a gépi tanulás.
Elosztott kvantum-számítástechnika	Ebben az architektúrában a klasszikus számítás a logikai qubitek mellett működik. A logikai qubitek által biztosított hosszú koherenciaidő összetett és elosztott számításokat tesz lehetővé a heterogén felhőerőforrások között. A sok qubitből álló QPU-val párosítva számíthat arra, hogy ezt az architektúrát olyan problémák megoldására használják, mint a teljes katalitikus reakciók kiértékelése, amelyek hasznosak lehetnek a kereskedelmi alkalmazások számára, és az emberiség számára a legnehezebb problémák, beleértve a széndioxid-leválasztást és az új gyógyszerek felderítését.