Komputasi kuantum hibrid

Komputasi kuantum hibrid mengacu pada proses dan arsitektur komputer klasik dan komputer kuantum yang bekerja sama untuk menyelesaikan masalah. Komputer klasik selalu digunakan dalam komputasi kuantum untuk menentukan gerbang kuantum, mengontrol konfigurasi komputer kuantum, mengirimkan pekerjaan, dan memproses hasil dari komputer kuantum. Dengan arsitektur komputasi kuantum hibrid generasi terbaru yang tersedia di Azure Quantum, Integrated Hybrid, Anda dapat memulai pemrograman komputer kuantum dengan mencampur instruksi klasik dan kuantum bersama-sama.

Arsitektur komputasi kuantum hibrid

Seiring perkembangan dan kemajuan teknologi kuantum, proses klasik dan kuantum menjadi semakin terintegrasi. Microsoft telah mengembangkan taksonomi yang tepat untuk memahami setiap arsitektur dan manfaatnya.

Arsitektur	Deskripsi
Komputasi kuantum batch	Klien lokal mendefinisikan sirkuit dan mengirimkannya sebagai pekerjaan ke unit pemrosesan kuantum (QPU), yang mengembalikan hasilnya ke klien. Batching beberapa sirkuit ke dalam satu pekerjaan, namun, menghilangkan penantian antara pengiriman pekerjaan, memungkinkan Anda untuk menjalankan beberapa pekerjaan lebih cepat. Contoh masalah yang dapat memanfaatkan komputasi kuantum batch termasuk algoritma Shor dan estimasi fase kuantum sederhana.
Komputasi kuantum interaktif (sesi)	Dalam model ini, sumber daya komputasi klien dipindahkan ke cloud, menghasilkan latensi yang lebih rendah dan eksekusi berulang sirkuit kuantum dengan parameter yang berbeda. Pekerjaan dapat dikelompokkan secara logis ke dalam satu sesi dan diprioritaskan daripada pekerjaan non-sesi. Meskipun sesi memungkinkan waktu antrean yang lebih singkat dan masalah yang berjalan lebih lama, status qubit tidak bertahan di antara setiap perulangan. Contoh masalah yang dapat menggunakan pendekatan ini adalah Variational Quantum Eigensolvers (VQE) dan Quantum Approximate Optimization Algorithms (QAOA).
Komputasi kuantum terintegrasi	Dengan komputasi kuantum terintegrasi, arsitektur klasik dan kuantum digabungkan dengan erat, memungkinkan komputasi klasik dilakukan sementara qubit fisik koheren. Meskipun dibatasi oleh kehidupan qubit dan koreksi kesalahan, ini memungkinkan program kuantum untuk menjauh dari hanya sirkuit. Program sekarang dapat menggunakan konstruksi pemrograman umum untuk melakukan pengukuran pertengahan sirkuit, mengoptimalkan dan menggunakan kembali qubit, dan beradaptasi secara real time dengan QPU. Contoh skenario yang dapat memanfaatkan model ini adalah estimasi fase adaptif dan pembelajaran mesin.
Komputasi kuantum terdistribusi	Dalam arsitektur ini, komputasi klasik bekerja bersama kubit logis. Waktu koherensi panjang yang disediakan oleh qubit logis memungkinkan komputasi yang kompleks dan terdistribusi di seluruh sumber daya cloud heterogen. Dipasangkan dengan QPU yang terdiri dari sejumlah besar kubit, Anda dapat mengharapkan arsitektur ini digunakan untuk memecahkan masalah seperti evaluasi reaksi katalis penuh yang dapat menguntungkan aplikasi komersial dan masalah tersulit yang dihadapi umat manusia termasuk tangkapan karbon dan penemuan obat baru.