Hibrit kuantum bilişimi nedir?

Hibrit kuantum bilişimi , klasik bir bilgisayarın ve bir kuantum bilgisayarın bir sorunu çözmek için birlikte çalışmasının süreçlerini ve mimarisini ifade eder. Azure Quantum'da sunulan en son nesil hibrit kuantum bilgi işlem mimarisiyle, klasik ve kuantum yönergelerini birlikte kullanarak kuantum bilgisayarlarını programlamaya başlayabilirsiniz.

Azure Quantum, belirli mimarilerin zaten çalışır durumda olduğu ve diğerlerinin etkin bir şekilde geliştirildiği hibrit kuantum bilişimi için ileriye dönük bir vizyon oluşturur. Bu makalede hibrit kuantum bilişimine yönelik farklı yaklaşımlar ve bunların belirli sorunları iyileştirmek için nasıl kullanılabileceğini açıklar.

Batch kuantum bilişimi ile bağlantı hatlarını gruplandırma

Batch kuantum bilişimi, birden çok kuantum devresini kuantum donanımına tek bir iş olarak göndermenizi sağlar.

Kuantum devreleri genellikle bir kuantum donanım hedefine tek tek iş olarak gönderilir. İstemci bir bağlantı hattının sonucunu aldığında, sonraki bağlantı hattı kuyruğa yeni bir iş olarak eklenir. Ancak birden çok devreyi tek bir işte toplu olarak çalıştırmak, iş gönderimleri arasındaki beklemeyi ortadan kaldırarak birden çok işi daha hızlı çalıştırmanızı sağlar. Toplu kuantum bilgi işlemden yararlanabilecek sorunlara örnek olarak Shor algoritması ve basit kuantum aşaması tahmini verilebilir.

Toplu bilgi işlem modeliyle, önceden tanımlanmış birden çok devreyi tek bir işte de toplu işleyebilirsiniz. Devreler, önceki bağlantı hattı tamamlanır tamamlanmaz kuantum donanımına gönderilir ve bu da iş gönderimleri arasındaki bekleme süresini azaltır.

Bu mimaride, her bağlantı hattı gönderimi arasında kubitlerin durumu kaybolur.

Not

Azure Quantum şu anda toplu kuantum bilişimini desteklemez.

İşleri oturumlarla gruplandırma

Oturumlar, kuantum işleri arasında klasik kod çalıştırma özelliğiyle birden çok kuantum bilgi işlem işini düzenlemenize olanak tanır. Tek tek kuantum bilişimi işlerinizi daha iyi düzenlemek ve izlemek için karmaşık algoritmalar çalıştırabileceksiniz. Ayrıca oturumlarda gruplandırılmış işler, oturum dışı işlere göre önceliklendirilir.

Bu modelde istemci işlem kaynağı buluta taşınarak daha düşük gecikme süresine ve kuantum devresinin farklı parametrelerle tekrar tekrar yürütülmesine neden oluyor. Oturumlar daha kısa kuyruk sürelerine ve daha uzun süre çalışan sorunlara izin verse de, kubit durumları her yineleme arasında kalıcı olmaz. Bu yaklaşımı Variational Quantum Eigensolvers kullanabilecek sorunlara örnek olarak (VQE) ve Quantum Approximate Optimization Algorithms (QAOA) verilebilir.

Daha fazla bilgi için bkz . Oturumları kullanmaya başlama.

Hibrit kuantum bilişimini çalıştırma

Hibrit kuantum bilişimi ile klasik ve kuantum mimarileri sıkı bir şekilde birleştirildiğinden, fiziksel kubitler uyumluyken klasik hesaplamalar gerçekleştirilebilir. Kubit ömrü ve hata düzeltmesi ile sınırlı olsa da bu, kuantum programlarının yalnızca devrelerden uzaklaşmasını sağlar. Programlar artık orta devre ölçümleri gerçekleştirmek, kubitleri iyileştirmek ve yeniden kullanmak ve QPU'ya gerçek zamanlı olarak uyarlamak için ortak programlama yapılarını kullanabilir. Bu modelden yararlanabilecek senaryolara örnek olarak uyarlamalı aşama tahmini ve makine öğrenmesi verilebilir.

Daha fazla bilgi için bkz . Tümleşik kuantum bilişimi.

Dağıtılmış kuantum bilişimini çalıştırma

Bu mimaride, klasik hesaplama mantıksal kubitlerle birlikte çalışır. Tamamen tümleşik klasik denetim ve daha uzun ömürlü mantıksal kubitler ile dağıtılmış kuantum bilişim modeli, kuantum ve dağıtılmış kaynaklar arasında gerçek zamanlı hesaplamalar sağlar. Klasik denetimler artık döngülerle sınırlı değildir ve karmaşık malzeme modelleme veya tam katalitik reaksiyonların değerlendirilmesi gibi senaryolara olanak sağlar.

Not

Azure Quantum şu anda dağıtılmış kuantum bilişimini desteklemez.