Computação quântica híbrida

A computação quântica híbrida refere-se aos processos e à arquitetura de um computador clássico e um computador quântico trabalhando juntos para resolver um problema. Computadores clássicos sempre foram usados na computação quântica para definir portões quânticos, controlar a configuração do computador quântico, enviar trabalhos e processar resultados do computador quântico. Com a última geração da arquitetura de computação quântica híbrida disponível no Azure Quantum, híbrido integrado, você pode começar a programar computadores quânticos combinando instruções clássicas e quânticas.

Arquiteturas de computação quântica híbrida

À medida que a tecnologia quântica evolui e avança, os processos clássicos e quânticos se tornam cada vez mais integrados. A Microsoft desenvolveu uma taxonomia precisa para entender cada arquitetura e seus benefícios.

Arquitetura	Descrição
Computação quântica em lote	Os clientes locais definem circuitos e os enviam como trabalhos para a QPU (unidade de processamento quântico), que retorna o resultado para o cliente. O envio em lote de vários circuitos em um trabalho, no entanto, elimina a espera entre envios de trabalho, permitindo que você execute vários trabalhos mais rapidamente. Exemplos de problemas que podem aproveitar a computação quântica em lote incluem o algoritmo do Shor e a estimativa de fase quântica simples.
Computação quântica interativa (sessões)	Nesse modelo, o recurso de computação do cliente é movido para a nuvem, resultando em menor latência e execução repetida do circuito quântico com parâmetros diferentes. Os trabalhos podem ser agrupados logicamente em uma sessão e priorizados em trabalhos que não são de sessão. Embora as sessões permitam tempos de fila mais curtos e problemas de execução mais longos, os estados do qubit não persistem entre cada iteração. Exemplos de problemas que podem usar essa abordagem são Variational Quantum Eigensolvers (VQE) e Quantum Approximate Optimization Algorithms (QAOA).
Computação quântica integrada	Com a computação quântica integrada, as arquiteturas clássicas e quânticas são firmemente acopladas, permitindo que cálculos clássicos sejam executados enquanto qubits físicos são coerentes. Embora limitado pela vida do qubit e pela correção de erros, isso permite que os programas quânticos se afastem de apenas circuitos. Os programas agora podem usar constructos de programação comuns para executar medições de circuito médio, otimizar e reutilizar qubits e adaptar-se em tempo real à QPU. Exemplos de cenários que podem aproveitar esse modelo são a estimativa de fase adaptável e o aprendizado de máquina.
Computação quântica distribuída	Nessa arquitetura, a computação clássica está funcionando junto com qubits lógicos. O longo tempo de coerência fornecido por qubits lógicos permite a computação complexa e distribuída entre recursos de nuvem heterogêneos. Emparelhado com uma QPU composta por um grande número de qubits, você pode esperar que essa arquitetura seja usada para resolver problemas como a avaliação de reações catalíticas completas que podem beneficiar aplicativos comerciais e os problemas mais difíceis enfrentados pela humanidade, incluindo captura de carbono e descoberta de novas drogas.