По умолчанию каждый квантовый компьютер будет гибридом, сочетающим квантовые и классические вычисления.
По оценкам Microsoft, квантовому компьютеру, который сможет помочь решить некоторые из самых насущных вопросов в мире, потребуется по меньшей мере миллион стабильных кубитов. Потребуется огромная классическая вычислительная мощность, которая на самом деле доступна только в облаке, чтобы управлять такой машиной и обрабатывать алгоритмы исправления ошибок, необходимые для поддержания ее стабильности. Действительно, по оценкам Microsoft, для достижения необходимой отказоустойчивости квантовый компьютер необходимо будет интегрировать с вычислительной платформой peta-масштаба, которая может обрабатывать от 10 до 100 терабит в секунду данных, перемещающихся между квантовой и классической машинами. На мартовской встрече Американского физического общества в Лас-Вегасе Microsoft сегодня демонстрирует часть проделанной работы по включению этого и запуску так называемой “интегрированной гибридной” функции в Azure Quantum.
“Благодаря этой интегрированной гибридной функции вы можете начать использовать — в своих квантовых приложениях — классический код прямо рядом с квантовым кодом”, — сказала Криста Своре, вице-президент Microsoft по продвинутой квантовой разработке. “Это смешивание классического и квантового кода воедино, которое открывает новые типы, новые стили квантовых алгоритмов, прототипов, подпрограмм, если хотите, где вы можете контролировать то, что вы делаете с кубитами, основываясь на классической информации. Это впервые в отрасли”.
По ее мнению, это шаг к объединению классических и квантовых вычислений, а также к созданию новых протоколов исправления ошибок. Без этого огромного объема классических вычислений будет невозможно — по крайней мере, в обозримом будущем — эффективно управлять квантовой машиной.
“Возможно, единственное место, где вы сможете использовать масштабируемые квантовые машины, масштабируемые квантовые вычисления, будет находиться в общедоступном облаке, потому что очень важно, чтобы классические вычисления такого уровня масштаба были интегрированы с квантовой машиной”, — объяснил Своре. Она описывает процесс как танец, в котором классические вычисления помогают создать хореографию для одновременной совместной работы миллиона кубитов, “все они исполняют свой маленький танец квадрата — или танец шестиугольника, каким бы он ни был”. Но чтобы сделать это, вы должны разговаривать со всеми этими кубитами одновременно, что требует этих массивных требования к вычислениям и пропускной способности.
Своре также утверждает, что для построения алгоритмов, которые затем передаются квантовой машине, требуется много классических вычислений, на выполнение которых также могут потребоваться недели (и этот цикл обратной связи тоже может повторяться множество раз).
Таким образом, с помощью этой новой интегрированной гибридной функции Microsoft предоставляет разработчикам — и исследователям — инструменты, позволяющие взглянуть на то, как эта комбинация квантового и классического выглядит на практике. В частности, как сказал Своре, это позволит им, например, запустить версию алгоритма оценки фазы, который является ключевым алгоритмом в инструментарии квантовых вычислений. Исследователи скоро смогут использовать аппаратное обеспечение Quantinuum, доступное в Azure, для тестирования этого, а затем заставить классический компьютер реагировать, например, на данные, поступающие с квантовой машины. До сих пор многое из этого было теоретическим, но теперь это можно будет сделать аппаратно.
