Azure Quantum 구조 개요
Azure Quantum은 양자 컴퓨팅 프로그램을 실행하고 최적화 문제를 해결하는 Microsoft Azure 클라우드 서비스입니다. 이 단원을 학습하면 Azure Quantum 플랫폼의 핵심 요소를 잘 이해할 수 있습니다. 양자 서비스를 사용하고 사용 가능한 하드웨어로 프로젝트를 만들어 클라우드로 전송하는 방법을 알아봅니다.
Azure Quantum에는 무엇이 포함되나요?
Azure Quantum은 다음과 같은 두 가지 주요 양자 솔루션 경로를 제공 합니다.
- 양자 컴퓨팅: 양자 컴퓨터가 확대되는 미래에 대비할 수 있도록 다양한 양자 하드웨어 공급자를 통해 학습하고 실험하며 원형을 만듭니다. 다른 솔루션과 달리, 단일 하드웨어 기술에 고립된 것이 아니며 전체 스택 방식을 통해 장기적으로 투자를 보호할 수 있습니다.
- 최적화: 재무, 에너지 비용, 차량 자산 관리, 일정 관리 등을 망라하는 광범위한 분야에서 작업 비용을 줄이는 데 도움이 되는 솔루션을 개발합니다.
Azure Quantum 및 양자 개발 키트 도구 집합을 사용하면 양자 알고리즘과 최적화 솔루션을 프로그래밍한 다음, 기존 Azure 플랫폼 내에서 이러한 양자 솔루션을 적용하여 범용 양자 컴퓨터의 개발 이전의 실제 세계에도 영향을 미칠 수 있습니다.
실제로 이 작업을 수행하는 방법에 대한 자세한 내용은 Dave Wecker의 실용적인 양자 컴퓨팅 구현을 참조하세요.
양자 컴퓨팅 공급자
양자 컴퓨터에서 실행할 양자 프로그램을 만든 후에는 다양한 컴퓨팅 옵션 중에서 선택할 수 있습니다.
- Quantinuum: 완전히 연결된 고충실도 큐비트와 회로 중간 측정 기능을 포함하는 트랩된 이온 시스템입니다.
- IONQ: 최대 11개의 완전히 연결된 큐비트에 대해 동적으로 재구성 가능한 트랩된 이온 양자 컴퓨터로, 모든 쌍 간에 2큐비트 게이트를 실행할 수 있습니다.
- Rigetti: 게이트 기반 초전도 프로세서는 곧 Azure Quantum에서 사용할 수 있으며 QIR(Quantum Intermediate Representation)을 활용하여 짧은 대기 시간 및 병렬 실행을 가능하게 합니다.
- Quantum Circuits, Inc: 오류 수정을 가능하게 하는 강력한 실시간 피드백을 제공하는 빠르고 충실도가 높은 시스템.
최적화 공급자
최적화 솔루션의 경우 다음 공급자 중에서 선택할 수 있습니다.
- 1QBit: 검색 기술을 사용하여 QUBO 문제를 해결하는 반복 추론 알고리즘입니다.
- Microsoft QIO: 수십 년간의 양자 연구에서 영감을 얻은 최적화 문제를 다시 표현하는 여러 대상 집합입니다.
- Toshiba SBM: Toshiba Simulated Bifurcation Machine은 은 빠른 속도로 대규모 조합 최적화 문제를 해결하는 GPU 기반 ISING 머신입니다.
Azure 구독
클라우드는 다양한 가동 부품을 관리하는 효과적인 장소입니다. Microsoft 클라우드 플랫폼인 Azure를 사용하려면 팀원은 먼저 활성 구독이 있는 Azure 계정을 이용해 Azure 리소스에 액세스하고 리소스를 관리해야 합니다.
구독은 Azure 리소스의 그룹화를 의미합니다. 청구서는 구독 범위에서 생성됩니다. 구독에는 청구서를 결제하는 데 사용되는 자체 결제 방법이 있습니다. Azure 계정을 만드는 방법을 알아봅니다.
작업 영역
다른 Azure 서비스와 마찬가지로 Azure Quantum 리소스를 사용하기 위해 Azure 구독에 리소스를 배포해야 합니다.
이 리소스를 작업 영역이라고 하며 양자 또는 양자 기반 워크로드 실행과 관련된 자산 모음입니다. 이러한 자산의 예로는 문제 형식, 데이터 및 컴퓨팅 대상이 있습니다.
작업 영역에는 사용자가 선택한 공급자 및 대상 목록도 있습니다. 모든 공급자는 대상 집합을 게시합니다. 각 대상을 통해 양자 프로그램을 실행하거나 최적화 문제를 해결할 수 있습니다. 대표적인 대상은 시뮬레이터, 양자 컴퓨터와 최적화 해결기입니다.
스토리지 계정
작업과 결과를 저장하려면 Azure 스토리지 계정이 필요합니다. 이 계정은 Azure Quantum 작업 영역을 설정할 때 구성하는 속성입니다.
작업
Azure Quantum에서 양자 컴퓨팅 프로그램을 실행하거나 최적화 문제를 해결할 때는 작업을 만들고 실행해야 합니다.
작업을 만들고 실행하는 단계는 작업 유형과 작업 영역에 대해 구성하는 공급자 및 대상에 따라 달라집니다. 모든 작업에는 다음과 같은 공통 속성이 존재합니다.
| 속성 | 설명 |
|---|---|
| ID | 작업의 고유 식별자입니다. 작업 영역 내에서 고유해야 합니다. |
| 공급자 | 작업을 실행할 ‘사용자’입니다. 대표적인 예는 Microsoft 양자 솔루션 공급자와 파트너 공급자입니다. |
| 대상 | 작업을 실행할 ‘장치’입니다. 대표적인 예는 공급자가 제공하는 정확한 양자 하드웨어 또는 양자 시뮬레이터입니다. |
| 이름 | 작업을 구성하는 데 도움이 되는 사용자 정의 이름입니다. |
| 매개 변수 | 대상에 대한 선택적 입력 매개 변수입니다. 사용 가능한 매개 변수의 정의는 선택한 대상에 대한 설명서에서 확인할 수 있습니다. |
작업을 만든 후에는 작업 상태 및 실행 기록에 관해 사용 가능한 메타데이터를 찾을 수 있습니다.
결제
참고
처음 사용자는 작업 영역을 만들 때 참여하는 각 양자 하드웨어 공급자에서 사용할 수 있는 무료 Azure Quantum 크레딧(각각 500 USD)을 자동으로 받습니다. 더 많은 크레딧이 필요한 경우 Azure Quantum 크레딧 프로그램을 신청할 수 있습니다.
작업 영역에서 공급자를 사용하도록 설정하는 경우 해당 공급자에 대한 청구 플랜도 선택합니다. 청구 플랜은 해당 공급자에 의한 작업에 요금이 청구되는 방법을 정의합니다.
각 공급자는 서로 다른 청구 플랜 및 방법을 사용할 수 있습니다. 단일 작업 영역에서 특정 공급자에 대해 단일 청구 플랜만 선택할 수 있지만 Azure 구독 내의 여러 작업 영역에 배포할 수 있습니다.
다음 단원에서는 Azure Quantum 작업 영역을 만듭니다.