Hybridberäkning av kvantberäkning

Hybrid kvantberäkning avser processer och arkitektur för en klassisk dator och en kvantdator som arbetar tillsammans för att lösa ett problem. Klassiska datorer har alltid använts inom kvantberäkning för att definiera kvantgrindar, styra konfigurationen av kvantdatorn, skicka jobb och bearbeta resultat från kvantdatorn. Med den senaste generationen av hybridarkitektur för kvantberäkning i Azure Quantum, Integrated Hybrid, kan du börja programmera kvantdatorer genom att blanda klassiska och kvantinstruktioner tillsammans.

Arkitekturer för kvantberäkning i hybrid

I takt med att kvanttekniken utvecklas och utvecklas blir de klassiska processerna och kvantprocesserna alltmer integrerade. Microsoft har utvecklat en exakt taxonomi för att förstå varje arkitektur och dess fördelar.

Arkitektur	beskrivning
Batch-kvantberäkning	Lokala klienter definierar kretsar och skickar dem som jobb till kvantbearbetningsenheten (QPU), som returnerar resultatet till klienten. Om du batchar flera kretsar i ett jobb eliminerar du dock väntetiden mellan jobböverföringar, så att du kan köra flera jobb snabbare. Exempel på problem som kan dra nytta av batch-kvantberäkning är Shor-algoritmen och enkel kvantfasuppskattning.
Interaktiv kvantberäkning (sessioner)	I den här modellen flyttas klientberäkningsresursen till molnet, vilket resulterar i lägre svarstid och upprepad körning av kvantkretsen med olika parametrar. Jobb kan grupperas logiskt i en session och prioriteras framför icke-sessionsjobb. Även om sessioner tillåter kortare kötider och problem med längre körning bevaras inte kvantbitstillstånden mellan varje iteration. Exempel på problem som kan använda den här metoden är Variational Quantum Eigensolvers (VQE) och Quantum Approximate Optimization Algorithms (QAOA).
Integrerad kvantberäkning	Med integrerad kvantberäkning är de klassiska arkitekturerna och kvantarkitekturerna nära kopplade, vilket gör att klassiska beräkningar kan utföras medan fysiska kvantbitar är sammanhängande. Även om det begränsas av kvantbitslivs- och felkorrigering kan kvantprogram flytta från bara kretsar. Program kan nu använda vanliga programmeringskonstruktioner för att utföra mätningar i mitten av kretsen, optimera och återanvända kvantbitar och anpassa sig i realtid till QPU:n. Exempel på scenarier som kan dra nytta av den här modellen är anpassningsbar fasuppskattning och maskininlärning.
Distribuerad kvantberäkning	I den här arkitekturen fungerar klassisk beräkning tillsammans med logiska kvantbitar. Den långa koherenstid som tillhandahålls av logiska kvantbitar möjliggör komplex och distribuerad beräkning mellan heterogena molnresurser. Tillsammans med en QPU som består av ett stort antal kvantbitar kan du förvänta dig att den här arkitekturen används för att lösa problem som utvärdering av fullständiga katalytiska reaktioner som kan gynna kommersiella tillämpningar och de svåraste problemen som mänskligheten står inför, inklusive avskiljning och upptäckt av nya läkemedel.