在Devs中看到的经典量子计算机
在被誉为等同于从房间规模的硅技术向桌面大小的机器转变的胜利时刻,量子计算现在已经成为芯片规模——从你可能在其他地方看到的房间规模的装置下降,包括在科幻小说。
这项开发由剑桥的量子专家 Riverlane 与纽约和伦敦的数字量子公司Seeqc 共同牵头。他们是第一个部署具有集成操作系统的量子计算芯片,用于工作流和量子位管理(量子位可与经典计算的晶体管相媲美,但能够相互配对,通过量子状态即时共享信息,还能够表示0 和 1)。上一次我们在计算技术上实现这种小型化水平时,我们开始了计算革命。现在,对量子革命的期望也摆在桌面上,世界将不得不适应新的现实。
在 Devs 中看到的“经典”量子计算机。
新芯片引入了可扩展的量子计算,两家公司希望通过增加表面积和量子比特数来扩展设计。目标是将量子位提升到数百万,与目前部署的最大(相对微不足道,但仍然非常复杂)76 量子位系统相去甚远,该系统使中国能够声称量子霸权。当然,除了增加量子比特数之外,还有其他扩展方式。在单个独立系统中或通过多个相互连接的系统部署多个芯片可以为实现量子相干性提供更简单的途径。为此,量子操作系统至关重要。进入 Deltaflow.OS。
Deltaflow.OS 是一个与硬件和平台无关的操作系统(想想 Linux,它填充了从智能手机到物联网再到超级计算机的所有东西),这意味着它可以作为目前在全球范围内追求的各种量子部署技术的控制机制。甚至当多家独立公司(例如 Google、微软和 IBM 等)追求量子霸权的圣杯时,Riverlane 的 Deltaflow.OS 是一个开源的、Github 可用的操作系统,它正在采用开放的方法推向市场渗透。
这是有道理的,因为全世界已经建造的 50 多台量子计算机都在独立开发的软件上运行。它仍然是一个新生领域,以至于没有关于部署和控制系统的标准。一个易于部署、与量子硬件无关的操作系统无疑将加速利用量子计算优势的应用程序的开发,在中国的 76 量子位系统中,已经使某些工作负载的处理速度比最快的经典图灵快数百万倍型超级计算机有可能实现。
为实现这一目标,Seeqc 有效地创建了分层数字量子管理 (DQM) SoC(片上系统),将经典计算能力与量子力学相结合。该公司的图表展示了它所谓的 SFQ(单通量量子)协处理器作为设计的基础层,这使操作系统能够通过相对熟悉的接口与量子位交互向开发人员公开。这提供了“执行数字量子位控制、读出和经典数据处理功能,以及作为纠错平台”的能力。
这种方法有许多优点,因为 SFQ 的资源“(...)在低温冷却环境中与量子位芯片近处并置并集成,以显着降低输入/输出连接的复杂性并最大限度地提高快速、精确、低噪声的数字控制和读出以及节能的经典协同处理的好处。” 本质上,经典计算的一些原则仍然适用,因为处理部分越接近,它们的性能就越高。这使操作系统能够运行,并在实际执行计算的活动量子位表旁边分层。
长期以来,量子计算一直是新处理技术开发的圣杯。然而,这项努力的复杂性不容低估。量子计算的物理学本质上是随着我们的发展而编写的,虽然在某种程度上,对于许多技术和创新工作来说,这是真实的,但没有任何地方像这里那样发生。
有多个与量子计算及其与经典计算的关系相关的问题。由于 Riverlane 和 Seeqc 的努力,量子计算生态系统现在可以“齐头并进”,共同解决量子计算芯片解决方案的部署和运行问题。
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