Квантовые компьютеры считаются вершиной технологий, их вычислительная мощность значительно превосходит возможности традиционных компьютеров. Однако самый большой парадокс заключается в том, что эти многомиллионные машины могут обслуживать только одного пользователя одновременно. Это означает, что большая часть дорогостоящих аппаратных ресурсов тратится впустую, и пользователям приходится «ждать в очереди» для выполнения каждой небольшой задачи.
Недавно исследователи из Колумбийского университета (США) анонсировали прорывное решение под названием HyperQ — систему, позволяющую квантовым компьютерам выполнять несколько задач, предоставляя нескольким пользователям возможность одновременного доступа к данным и обработки на одном устройстве. Это первый случай в истории, когда модель совместного использования ресурсов, популярная в облачных вычислениях, была успешно применена в практических квантовых вычислениях.
HyperQ действует как промежуточный уровень, разделяя физический квантовый компьютер на несколько «квантовых виртуальных машин» (qVM). Эти qVM разработаны для полной изоляции и способны одновременно запускать различные программы, не мешая друг другу. Интеллектуальный алгоритм планирования координирует эти задачи, распределяя их по наиболее эффективным областям квантового чипа — подобно тому, как облачный сервер распределяет вычислительные ресурсы в многопользовательской среде.
Эксперименты команды на реальной квантовой инфраструктуре IBM дали впечатляющие результаты: время ожидания пользователей сократилось до 40 раз, а количество квантовых программ, выполняемых за тот же период времени, увеличилось в 10 раз. Помимо повышения скорости, HyperQ также повысил точность, автоматически избегая зон квантового шума — проблемы, которая часто приводит к ошибкам в вычислениях.
Примечательным моментом является то, что HyperQ не требует абсолютно никакого переписывания программ, не нужно заранее знать, какие задачи будут выполняться вместе, — что делает систему гибкой и простой в применении на практике.
Эксперты утверждают, что эта технология может дать мощный импульс коммерциализации квантовых вычислений. Поставщики инфраструктуры, такие как IBM, Google и Amazon, смогут обслуживать больше клиентов без инвестиций в дополнительное оборудование, что позволит снизить затраты и расширить доступ. В то же время, исследователи, особенно в области биомедицины, новых материалов и энергетики, получат прямую выгоду от возможности быстрого и непрерывного доступа к квантовым ресурсам.
Команда разработчиков заявила, что они расширяют систему, делая ее совместимой со многими новыми квантовыми архитектурами, стремясь обеспечить возможность совместного использования ресурсов всеми типами квантовых компьютеров, независимо от производителя.
HyperQ рассматривается как важный шаг вперед на пути к выводу квантовых технологий за рамки лабораторных исследований и их более широкому использованию в качестве реальной вычислительной инфраструктуры в посткремниевую эпоху.
Источник: https://khoahocdoisong.vn/may-tinh-luong-tu-dau-tien-chay-da-nhiem-thanh-cong-post1553546.html
Комментарий (0)