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北京時間5月14日消息(余予)IBM近日在其博客上稱:經(jīng)過一系列的改進,IBM研究團隊“超額完成”其將量子工作負載的速度提升100倍的承諾,成功將分子模擬的速度提升了120倍,其中包括使用Qiskit Runtime在云端運行量子程序。

IBM希望此次提速能使更多的開發(fā)人員在化學及其他領域中嘗試量子應用實驗;并且,IBM致力于尋求實用的量子計算用例,并將其交付給盡可能多的開發(fā)人員。

以下為博客全文:

我們很高興地宣布,通過一系列改進,研究團隊成功將模擬分子的速度提升了120倍,其中包括使用Qiskit Runtime在云端運行量子程序。

去年秋天,我們發(fā)布了量子技術路線圖并做出承諾,將量子工作負載的速度提升100倍。今天,我們很高興地宣布,我們不僅實現(xiàn)了這一目標,而且還是“超額完成”。通過一系列改進,研究團隊成功將模擬分子的速度提升了120倍,其中包括使用Qiskit Runtime在云端運行量子程序。

到目前為止,我們主要關注在IBM 量子系統(tǒng)上執(zhí)行量子電路或量子操作序列。然而,實際應用也需要大量的經(jīng)典計算。我們使用 “量子程序”一詞來描述量子電路和經(jīng)典處理的混合體。一些量子程序在量子和經(jīng)典之間具有數(shù)千甚至數(shù)百萬次的互動。因此,構建一個能夠本地加速的量子程序至關重要,而不只是關注量子線路。為執(zhí)行量子程序而構建的系統(tǒng)需要具有更大的有效容量,并且需要對整個堆棧進行改進,包括云服務設計、系統(tǒng)軟件、控制硬件,甚至量子硬件。

早在2017年,IBM研究團隊就證明了量子計算機可以模擬氫化鋰分子(LiH)的行為。我們希望將來,量子計算機能夠解決各種應用的預覽。然而,使用當今的量子計算服務對氫化鋰分子(LiH)建模需要45天,因為電路在經(jīng)典處理器和量子處理器之間來回傳遞,從而導致大量延遲。

而現(xiàn)在,我們可以在9個小時內(nèi)解決同樣的問題,速度提高了120倍。

這一成果經(jīng)過了許多次改進:算法上的改進使得出最終答案所需的算法迭代次數(shù)減少了2到10倍;系統(tǒng)軟件的改進使每次迭代的時間快了17秒;處理器性能的改進使算法每次迭代所需的運行次數(shù)或是重復線路運行的次數(shù)減少了10倍;最后,控制系統(tǒng)的改進,如更好的讀出和量子位重置性能,使每次工作執(zhí)行(即幾十個線路的執(zhí)行)時間從1,000微秒減少到70微秒。

引入“Qiskit Runtime——一種用于量子計算機的容器化服務”也提供了不少助力。當代碼在用戶的設備和基于云的量子計算機之間進行傳遞時,開發(fā)人員可以在Qiskit Runtime執(zhí)行環(huán)境中運行他們的程序,IBM混合云將在該環(huán)境中為其處理該項工作,而不是等待代碼傳遞過程中出現(xiàn)的延遲。新的軟件體系結構和OpenShift Operators運算符使我們能夠最大化的利用計算時間,并最小化等待時間。

我們希望此次加速能使更多的開發(fā)人員在化學及其他領域中嘗試量子應用實驗。例如,用戶可以通過Qiskit Runtime嘗試我們新的量子內(nèi)核對齊算法(quantum kernel alignment algorithm),該算法用于查詢執(zhí)行機器學習任務的最佳量子核。我們最近通過該算法證明,量子計算機在機器學習的監(jiān)督方面的速度要比經(jīng)典計算機快很多。

IBM量子團隊致力于尋求實用的量子計算用例,并將其交付給盡可能多的開發(fā)人員。我們希望Qiskit Runtime使世界各地的用戶能夠充分利用計劃于今年推出的127量子位的Quantum Eagle處理器或計劃于2023年推出的1121量子位的 Condor處理器。

Qiskit Runtime目前正在對IBM Quantum Network的一些成員進行Beta測試

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