클라우드 기반 양자 컴퓨팅

Cloud-based quantum computing

클라우드 기반 양자 컴퓨팅은 클라우드를 통해 양자 에뮬레이터, 시뮬레이터 또는 프로세서를 호출하는 것입니다.점점 더 많은 클라우드 서비스가 양자 처리에 대한 액세스를 제공하는 방법으로 간주되고 있습니다.양자컴퓨터는 양자물리학을 프로세싱 파워에 도입함으로써 막대한 컴퓨팅 파워를 실현합니다.사용자가 인터넷을 통해 이러한 양자동력컴퓨터에 접속할 수 있는 것을 클라우드 내에서는 양자컴퓨팅이라고 부릅니다.

2016년 IBM은 작은 양자 컴퓨터를 클라우드에 연결했으며 [1]클라우드에서 간단한 프로그램을 구축하고 실행할 수 있도록 했습니다.2017년 초, Rigetti Computing의 연구원들은 pyQuil Python 라이브러리를 [2]사용하여 프로그래밍 가능한 클라우드 액세스를 처음으로 시연했습니다.학술 연구자, 교수, 학생에 이르기까지 많은 사람들이 이미 프로그램 도구를 사용하여 많은 다른 양자 알고리즘을 실행하는 프로그램을 만들었다.일부 소비자들은 금융 시장을 모델링하거나 더 발전된 AI 시스템을 구축하기 위해 빠른 컴퓨팅을 사용하기를 희망했다.이러한 사용 방법을 통해 전문 실험실이나 기관 밖의 사람들은 이러한 경이로운 [3]기술을 경험하고 배울 수 있습니다.

어플

클라우드 기반 양자 컴퓨팅은 다음과 같은 여러 상황에서 사용됩니다.

  • 교사는 클라우드 기반의 양자 컴퓨팅을 사용하여 학생들이 양자 역학을 더 잘 이해할 수 있도록 지원하고 양자 알고리즘을 구현 및 테스트할 [4][5]수 있습니다.
  • 연구에서 과학자들은 구름 기반의 양자 자원을 양자 정보 이론을 [6]테스트하고, [7]실험을 수행하고,[8] 아키텍처를 비교하기 위해 사용할 수 있다.
  • 게임에서는 개발자가 클라우드 기반의 양자 자원을 사용하여 양자 게임을 만들어 사람들에게 양자 [9]개념을 소개할 수 있습니다.

기존 플랫폼

  • Xanadu Quantum Cloud by Xanadu. 완전히 프로그래밍 가능한 3개의 포토닉 양자 [10]컴퓨터에 대한 클라우드 기반 액세스로 구성됩니다.
  • Forest by Rigetti Computing.양자 컴퓨팅용 툴 스위트로 구성되어 있습니다.여기에는 프로그래밍 언어,[11] 개발 도구 및 예제 알고리즘이 포함됩니다.
  • LIKi > by Microsoft. quantum computing용 소프트웨어 아키텍처 및 도구 세트입니다.여기에는 프로그래밍 언어, 예제 최적화 및 스케줄링 알고리즘 및 양자 시뮬레이터가 포함됩니다.
    • Q#: 에서의 Microsoft의 양자 프로그래밍 언어.NET Framework는 LIKi >의 후속 제품으로 간주됩니다.
  • IBM Q Experience by IBM,[12] 양자 하드웨어 및 HPC 시뮬레이터에 대한 액세스를 제공합니다.Python 기반 Qiskit 프레임워크를 사용하거나 IBM Q ExperienceGUI를 [13]통해 그래픽 인터페이스를 통해 프로그래밍 방식으로 액세스할 수 있습니다.둘 다 OpenQ를 기반으로 합니다.양자 연산을 나타내기 위한 ASM 표준.튜토리얼과 온라인 [14]커뮤니티도 있습니다.현재 사용 가능한 시뮬레이터 및 양자 디바이스는 다음과 같습니다.
    • 복수의 트랜스몬 [15]큐비트프로세서5 및 16 큐비트를 가진 사람들은 공개적으로 접근할 수 있다.최대 65 큐비트의 디바이스는 IBM Q [16]네트워크를 통해 사용할 수 있습니다.
    • 32비트 클라우드 기반 시뮬레이터입니다.로컬로 호스트되는 시뮬레이터용 소프트웨어도 Qiskit의 일부로 제공됩니다.
  • 양자 시뮬레이터와 4쿼비트 광학 양자 시스템으로 구성된 브리스톨 대학의 Quantum in the Cloud.[17]
  • 간단한 인터페이스를 갖춘 시뮬레이터와 스크립트 언어, 3D 양자 상태 [18]시각화를 특징으로 하는 구글의 Quantum Playground.
  • 칭화 대학의 Quantum in the Cloud.핵자기공명-NMRCloudQ에 기반한 4비트 새로운 양자 구름 경험입니다.
  • Quantum Inspire by Qutech는 2개의 하드웨어 칩에 클라우드 기반 양자 컴퓨팅을 제공하는 유럽 최초의 플랫폼입니다.Quantum Inspire는 5비트 트랜스몬 프로세서에 이어 완전히 프로그램 가능한 2비트 전자 스핀 양자 프로세서에 대한 온라인 액세스를 제공하는 세계 최초의 플랫폼입니다.
    • 스핀-2는 2개의 단일 전자 스핀 큐비트를 동위원소적으로 정제된 Si의 이중 양자 점에 수용하는 2비트 양자 프로세서이다.
    • 스타몬-5는 X 구성의 5개의 초전도 트랜스몬 큐비트로 구성됩니다.
퀀텀 칩 옆에 있는 플랫폼은 양자 에뮬레이터 백엔드인 QX에 액세스할 수 있습니다.QX 에뮬레이터의 두 가지 인스턴스를 사용할 수 있습니다. 상용 클라우드 기반 서버에서 최대 26 큐비트를 에뮬레이트하고 SurfSara의 네덜란드 국가 슈퍼컴퓨터인 Cartesius에서 최대 31 큐비트를 에뮬레이트합니다.회로 기반 양자 알고리즘은 그래픽 사용자 인터페이스 또는 Python 기반 Quantum Inspire SDK를 통해 생성될 수 있으며 프로젝트Q 프레임워크인 Qiskit 프레임워크를 위한 백엔드를 제공합니다.Quantum Inspire는 cQASM으로 작성된 사용자 가이드와 몇 가지 예제 알고리즘에 대한 지식[20] 베이스를 제공합니다.
  • Amazon Braket은 "양자 알고리즘을 탐색 및 설계하고 시뮬레이트된 양자 컴퓨터에서 테스트하여 사용자가 선택한 다양한 양자 하드웨어 기술로 실행할 수 있는 개발 환경을 제공함으로써 양자 컴퓨팅을 시작할 수 있도록 지원하는 완전한 관리 서비스입니다."
  • Forge by QC Ware는 D-Wave 하드웨어와 Google 및 IBM 시뮬레이터에 대한 액세스를 제공합니다.이 플랫폼은 1분의 양자 컴퓨팅 [21]시간을 포함하여 30일간의 무료 평가판을 제공합니다.

레퍼런스

  1. ^ "IBM Q Experience". quantumexperience.ng.bluemix.net. Archived from the original on 2019-06-14. Retrieved 2019-05-08.
  2. ^ "Rigetti Computing Software Demo:Forest". YouTube. Retrieved 2021-02-03.
  3. ^ Chen, Xi; Cheng, Bin; Li, Zhaokai; Nie, Xinfang; Yu, Nengkun; Yung, Man-Hong; Peng, Xinhua (2018). "NASA/ADS". arXiv:1808.07375. Bibcode:2018arXiv180807375C. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  4. ^ "Undergraduates on a cloud using IBM Quantum Experience". 9 June 2016.
  5. ^ Fedortchenko, Serguei (8 July 2016). "A quantum teleportation experiment for undergraduate students". arXiv:1607.02398 [quant-ph].
  6. ^ Alsina, Daniel; Latorre, José Ignacio (11 July 2016). "Experimental test of Mermin inequalities on a five-qubit quantum computer". Physical Review A. 94 (1): 012314. arXiv:1605.04220. Bibcode:2016PhRvA..94a2314A. doi:10.1103/PhysRevA.94.012314. S2CID 119189277.
  7. ^ Devitt, Simon J. (29 September 2016). "Performing quantum computing experiments in the cloud". Physical Review A. 94 (3): 032329. arXiv:1605.05709. Bibcode:2016PhRvA..94c2329D. doi:10.1103/PhysRevA.94.032329. S2CID 119217150.
  8. ^ Linke, Norbert M.; Maslov, Dmitri; Roetteler, Martin; Debnath, Shantanu; Figgatt, Caroline; Landsman, Kevin A.; Wright, Kenneth; Monroe, Christopher (28 March 2017). "Experimental comparison of two quantum computing architectures". Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (13): 3305–3310. arXiv:1702.01852. Bibcode:2017PNAS..114.3305L. doi:10.1073/pnas.1618020114. ISSN 0027-8424. PMC 5380037. PMID 28325879.
  9. ^ Wootton, James (12 March 2017). "Why we need to make quantum games". Medium.
  10. ^ Choi, Charles Q. (9 September 2020). "First Photonic Quantum Computer on the Cloud". IEEE Spectrum.
  11. ^ Smith, Robert S.; Curtis, Michael J.; Zeng, William J. (2016-08-10). "A Practical Quantum Instruction Set Architecture". arXiv:1608.03355 [quant-ph].
  12. ^ "IBM Q Homepage". 2 April 2009.
  13. ^ "IBM Quantum Experience". 2 April 2009.
  14. ^ "IBM Q Experience tutorial".
  15. ^ "Quantum devices and simulators". 2 April 2009.
  16. ^ "IBM Q Network". 2 April 2009.
  17. ^ "Quantum in the Cloud". bristol.ac.uk. Retrieved 2017-07-20.
  18. ^ "Quantum Computing Playground". quantumplayground.net. Retrieved 2017-07-20.
  19. ^ "QuTech Announces Quantum Inspire, Europe's First Public Quantum Computing Platform". quantumcomputingreport.com. 22 April 2020. Retrieved 2020-05-05.
  20. ^ "The basics of Quantum Computing". Quantum Inspire. Retrieved 15 Nov 2018.
  21. ^ Lardinois, Frederic. "QC Ware Forge will give developers access to quantum hardware and simulators across vendors". TechCrunch. Retrieved 29 October 2019.

외부 링크