Quantencomputer gelten als Höhepunkt der Technologie und verfügen über weitaus höhere Verarbeitungskapazitäten als herkömmliche Computer. Das größte Paradoxon ist jedoch, dass diese millionenschweren Maschinen immer nur einen Benutzer gleichzeitig bedienen können. Das bedeutet, dass die meisten teuren Hardwareressourcen verschwendet werden und die Benutzer für jede kleine Aufgabe warten müssen, bis sie an der Reihe sind.
Kürzlich kündigten Forscher der Columbia University (USA) eine bahnbrechende Lösung namens HyperQ an – ein System, das es Quantencomputern ermöglicht, mehrere Aufgaben gleichzeitig auszuführen, sodass mehrere Benutzer gleichzeitig auf dasselbe Gerät zugreifen und Daten verarbeiten können. Dies ist das erste Mal in der Geschichte, dass das im Cloud Computing beliebte Modell der Ressourcenfreigabe erfolgreich in der Praxis auf Quantencomputer angewendet wurde.
HyperQ fungiert als Middleware-Schicht und unterteilt den physischen Quantencomputer in mehrere „Quanten-Virtual-Machines“ (qVMs). Diese qVMs sind vollständig isoliert und können verschiedene Programme gleichzeitig ausführen, ohne sich gegenseitig zu stören. Ein intelligenter Planungsalgorithmus koordiniert diese Aufgaben auf die effizientesten Bereiche des Quantenchips – ähnlich wie ein Cloud-Server die Verarbeitungsressourcen in einer Mehrbenutzerumgebung verteilt.
Die Experimente des Teams auf der realen Quanteninfrastruktur von IBM lieferten beeindruckende Ergebnisse: Die Wartezeiten der Benutzer wurden um bis zu 40-mal reduziert und die Anzahl der im gleichen Zeitraum ausgeführten Quantenprogramme um den Faktor 10 erhöht. Neben der Verbesserung der Geschwindigkeit erhöhte HyperQ auch die Genauigkeit durch die automatische Vermeidung von Quantenrauschzonen – ein Problem, das häufig zu Berechnungsfehlern führt.
Das Bemerkenswerte daran ist, dass für HyperQ keinerlei Umschreiben von Programmen erforderlich ist und man nicht im Voraus wissen muss, welche Aufgaben zusammen ausgeführt werden – das macht das System flexibel und in der Praxis leicht anwendbar.
Experten zufolge könnte die Technologie die Kommerzialisierung des Quantencomputings deutlich vorantreiben. Infrastrukturanbieter wie IBM, Google und Amazon könnten mehr Kunden bedienen, ohne in zusätzliche Hardware investieren zu müssen. Das würde Kosten senken und den Zugang erweitern. Forscher, insbesondere in den Bereichen Biomedizin, neue Materialien und Energie, würden direkt von der Möglichkeit profitieren, schnell und kontinuierlich auf Quantenressourcen zuzugreifen.
Das Entwicklungsteam sagte, dass es das System erweitere, um es mit vielen neuen Quantenarchitekturen kompatibel zu machen, mit dem Ziel, Ressourcen zwischen allen Arten von Quantencomputern teilen zu können, unabhängig vom Hersteller.
HyperQ wird als wichtiger Schritt nach vorn angesehen, um die Quantentechnologie aus dem Labor herauszuholen und sie ihrer Rolle als echte Computerinfrastruktur im Post-Silizium-Zeitalter näherzubringen.
Quelle: https://khoahocdoisong.vn/may-tinh-luong-tu-dau-tien-chay-da-nhiem-thanh-cong-post1553546.html
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