Hibrid kvantum-számítástechnika

A hibrid kvantum-számítástechnika egy klasszikus számítógép és egy kvantumszámítógép folyamatait és architektúráját jelenti, amelyek közösen dolgoznak egy probléma megoldásán. A kvantum-számítástechnikában a klasszikus számítógépeket mindig is használták kvantumkapuk meghatározására, a kvantumszámítógép konfigurálásának szabályozására, feladatok beküldésére és a kvantumszámítógép eredményeinek feldolgozására. A hibrid kvantum-számítási architektúra legújabb generációjával, amely az Azure Quantum integrált hibrid verziójában érhető el, elkezdheti a kvantumszámítógépek programozását a klasszikus és a kvantumutasítások kombinálásával.

Hibrid kvantum-számítástechnikai architektúrák

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

Architektúra	Leírás
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 több kapcsolatcsoportot köt 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 (szekciók)	Ebben a modellben az ügyfél számítási erőforrása a felhőbe kerül, ami alacsonyabb késést és a kvantum-kapcsolatcsoport ismétlődő végrehajtását eredményezi különböző paraméterekkel. A feladatok logikailag csoportosíthatók egy munkamenetbe, és prioritást kaphatnak a nem munkamenet-feladatokhoz. Bár a munkamenetek rövidebb várakozási időt és hosszabb futási problémákat engedélyeznek, a qubitállapotok nem maradnak meg az egyes iterációk között. Példák az erre a megközelítésre használható problémákra: Variational Quantum Eigensolvers (VQE) és Quantum Approximate Optimization Algorithms (QAOA).
Integrált kvantum-számítástechnika	Az integrált kvantum-számítástechnikával a klasszikus és a kvantumarchitektúra szorosan össze van állítva, így a klasszikus számítások elvégezhetők, míg a fizikai qubitek koherensek. Bár a qubit élettartama és a hibajavítás korlátozza, ez lehetővé teszi, hogy a kvantumprogramok csak a kapcsolatcsoportoktól távolodjanak el. A programok mostantól használhatják a gyakori programozási szerkezeteket a középső áramkörök méréseihez, 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 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 alkalmazásoknak és a legkeményebb emberi problémáknak, beleértve a szén-dioxid-rögzítést és az új gyógyszerek felderítését.