IBM Research สร้างแนวทาง 'ไร้เซิร์ฟเวอร์' ใหม่สำหรับควอนตัมคอมพิวเตอร์

การประมวลผลแบบควอนตัมให้ประสิทธิภาพที่ทรงพลังอย่างน่าอัศจรรย์ แต่ก็ยังมีอุปสรรคมากมายที่ผ่านไม่ได้ หนึ่งในประเด็นที่สำคัญที่สุดคือการแสดงปัญหาที่จะแก้ไขเป็น "วงจร" ควอนตัมที่สามารถทำงานบนฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่ได้ แต่ถ้าเพียงส่วนหนึ่งของปัญหาที่เหมาะกับนิพจน์นี้ โดยทั่วไป ปัญหาที่ซับซ้อนจะได้รับการจัดการอย่างดีที่สุดโดยการประมวลผลแบบดั้งเดิมและเทคโนโลยีควอนตัม แต่นักพัฒนาส่วนใหญ่ไม่คุ้นเคยกับเทคโนโลยีการแบ่งปัญหาออกเป็นโดเมนการประมวลผลต่างๆ เช่น CPU, GPU และ QPU ด้วยเหตุนี้ IBM จึงตัดสินใจปูทางสำหรับการประมวลผลแบบควอนตัมผ่านเลเยอร์นามธรรม โดยส่งเสริมการประมวลผลแบบ "ไร้เซิร์ฟเวอร์" ในระดับควอนตัมเช่นเดียวกับผู้ให้บริการระบบคลาวด์

 "ควอนตัมไร้เซิร์ฟเวอร์" คืออะไร

แนวทาง "ไร้เซิร์ฟเวอร์ควอนตัม" ของ IBM ออกแบบมาเพื่อแนะนำผู้ใช้ในการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรการประมวลผลควอนตัมตามขนาดโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์พื้นฐาน กระบวนการพัฒนาที่ไร้แรงเสียดทานนี้พึ่งพา Qiskit แบบโอเพ่นซอร์สเป็นหลัก ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมสำหรับการเรียกใช้โค้ดคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิกในลักษณะคอนเทนเนอร์ ทำให้สามารถเข้าถึงฮาร์ดแวร์ควอนตัมที่มีความหน่วงต่ำ เป็นผลให้ปริมาณงานที่หลากหลายสามารถทำซ้ำหรือนำฮาร์ดแวร์ควอนตัมกลับมาใช้ใหม่เพื่อให้ทำงานได้เร็วกว่าที่เคยเป็นมา ในความเป็นจริง IBM ใช้รันไทม์ Qiskit เพื่อดำเนินการอัลกอริทึมควอนตัม Eigensolver แบบแปรผันได้เร็วกว่าวงจร API รุ่นก่อนหน้าถึง 120 เท่า

 เกี่ยวกับ Qiskit

IBM Qiskit กำหนดเป้าหมายผู้ใช้สามประเภทเป็นหลัก คนแรกคือผู้เชี่ยวชาญระดับสูงในสาขาต่างๆ เช่น เคมี การเงิน หรือ AI ที่ไม่คุ้นเคยกับเทคโนโลยีควอนตัมมากนัก และตอนนี้ พวกเขายังสามารถปรับใช้วงจรบนฮาร์ดแวร์ควอนตัมในลักษณะที่ค่อนข้างโปร่งใส นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญอย่างไม่ต้องสงสัยสำหรับการประมวลผลแบบควอนตัมเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด ประการที่สองคือนักพัฒนาที่มีความเข้าใจเกี่ยวกับวงจรควอนตัมและตั้งใจที่จะใช้ไลบรารีรันไทม์เพื่อทดสอบข้อได้เปรียบเปรียบเทียบของการคำนวณควอนตัมกับการคำนวณแบบคลาสสิก สุดท้าย ผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ต้องการตรวจสอบพัลส์คอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งเป็นสัญญาณที่เข้าและออกจากคิวบิต สามารถปรับใช้ชุดรันไทม์เดียวกันในระบบควอนตัมที่สนับสนุนโดย IBM มากกว่า 20 ระบบทั่วโลก ซึ่งขับเคลื่อนโดย Qiskit ที่เหนือกว่า

ทีมงานของ IBM ยังได้ค้นคว้าวิธีการใหม่ๆ ในการปรับปรุงความสามารถในการแก้ปัญหาของระบบคอมพิวเตอร์ควอนตัม โดยใช้ประโยชน์จากทรัพยากรแบบดั้งเดิมเพื่อจัดการกับปัญหาที่ซับซ้อน เช่น การออกแบบวงจร การฝังควอนตัม และการลดข้อผิดพลาด ทรัพยากรแบบคลาสสิกสามารถหาจุดเริ่มต้นที่สำคัญในปัญหาการออกแบบวงจรได้ ดังนั้นจึงสร้างวงจรควอนตัมขนาดเล็กลงเพื่อรองรับอุปกรณ์ควอนตัมปัจจุบันที่มีกำลังการประมวลผลที่อ่อนแอ หลังจากประกอบชิ้นส่วนเสร็จแล้ว ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกประกอบขึ้นใหม่ด้วยคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมเพื่อจำลองปัญหาโดยรวม การลดข้อผิดพลาดคือการลดข้อผิดพลาดบางอย่างและผลกระทบผ่านกลไกหลังการประมวลผลแบบคลาสสิก จึงได้โซลูชันการคำนวณควอนตัมที่แม่นยำยิ่งขึ้น IBM หวังว่าการผสมผสานเชิงควอนตัมคลาสสิกนี้จะช่วยให้ชุมชนเทคโนโลยีได้รับประโยชน์จากการประมวลผลแบบควอนตัมในบางแอปพลิเคชันเร็วกว่าที่คาดไว้

 ข้อดีของ "ไร้เซิร์ฟเวอร์" คืออะไร?

ในความเป็นจริง นิพจน์ "ไร้เซิร์ฟเวอร์" อาจทำให้สับสนเล็กน้อย แน่นอนว่าเซิร์ฟเวอร์พื้นฐาน (ทั้งในรูปแบบคลาสสิกหรือควอนตัม) มีอยู่จริง เพียงแต่ว่าตอนนี้นักพัฒนาจำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่การเขียนโค้ดเท่านั้น ไม่ใช่โครงสร้างพื้นฐานของฮาร์ดแวร์ ทรัพยากรทั้งหมดจะถูกรวมเป็นบริการคลาวด์ ขจัดความจำเป็นในการจัดการความจุหรือวงจรชีวิตในด้านการพัฒนา และทำให้สามารถขยายได้อย่างราบรื่น ท้ายที่สุด ผู้ใช้สามารถชำระเงินตามการใช้งานโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายของฮาร์ดแวร์ที่ไม่ได้ใช้งาน

  บทสรุป

ในปัจจุบัน การเปิดตัวของ IBM เป็นเพียงการสาธิตง่ายๆ โดยเน้นย้ำถึงวิธีการที่ IBM cloud code engine และ Qiskit runtime ช่วยให้ผู้ใช้รวม CPU, GPU และ QPU ในสถานการณ์แอปพลิเคชันเดียวกัน ซึ่งเทียบเท่ากับการเปิดหน้าต่างเล็กๆ เพื่อสอดแนมสถานการณ์แอปพลิเคชันในอนาคต .

เมื่อมองไปในอนาคต IBM กำลังสำรวจวิธีที่ซับซ้อนมากขึ้นในการปรับใช้ควอนตัมคอมพิวติ้ง โดยหวังว่าจะบรรลุและเร่ง "ความเป็นควอนตัมสูงสุด" อย่างแท้จริง -- กรณีการใช้งานที่ควอนตัมคอมพิวติ้งดีกว่าการประมวลผลแบบดั้งเดิมอย่างมาก การเกิดขึ้นของ "ควอนตัมเซิร์ฟเวอร์ไร้เซิร์ฟเวอร์" เป็นพิมพ์เขียวที่ไอบีเอ็มกำหนดสำหรับควอนตัมคอมพิวติ้ง