IBM轉向開(kāi)源軟件以構建量子生態(tài)系統

IBM制定其量子軟件路線(xiàn)圖，并計劃構建生態(tài)系統，其中包括與開(kāi)源開(kāi)發(fā)人員的協(xié)作。

IBM攜手獨立開(kāi)源軟件開(kāi)發(fā)人員、學(xué)術(shù)機構及其內部開(kāi)發(fā)團隊，他們希望新的生態(tài)系統可以加快生產(chǎn)級軟件的開(kāi)發(fā)速度，以用于量子計算機，并加速量子和經(jīng)典系統的集成。通過(guò)將量子技術(shù)提供給非技術(shù)企業(yè)用戶(hù)，這項工作還可以使量子技術(shù)民主化。

IBM公司量子計算副總裁Jay Gambetta在博客文章中寫(xiě)道，開(kāi)源軟件的開(kāi)發(fā)是基于“幫助不同人類(lèi)推動(dòng)最佳結果的生態(tài)系統”，而IBM的量子計算技術(shù)也是如此。

IBM將該生態(tài)系統中的開(kāi)發(fā)人員分為三個(gè)層次：

• 最低層是量子內核開(kāi)發(fā)人員，他們專(zhuān)注于創(chuàng )建高性能量子電路，具有定時(shí)和脈沖級控制。
• 下一層是量子算法開(kāi)發(fā)人員，他們依靠這些高性能電路開(kāi)發(fā)量子算法，該算法比現在的經(jīng)典計算產(chǎn)品更具優(yōu)勢。
• 第三層包括量子模型開(kāi)發(fā)人員，他們將上述算法應用于實(shí)際用例，以為多個(gè)學(xué)科創(chuàng )建量子模型，這包括化學(xué)、物理、生物、機器學(xué)習和金融。

IBM量子生態(tài)系統開(kāi)發(fā)小組副總裁Bob Sutor說(shuō)：“我們需要軟件開(kāi)發(fā)人員根據他們想要做的工作來(lái)確定自己的優(yōu)先事項。他們是想減少直接在硬件上的工作，還是想在算法級別工作，還是要更接近實(shí)際用例，或者我們所說(shuō)的模型開(kāi)發(fā)人員？”

作為IBM路線(xiàn)圖的一部分，IBM為最低層的量子內核開(kāi)發(fā)人員發(fā)布“關(guān)鍵”更新。該公司將發(fā)布Qiskit運行時(shí)，這是一個(gè)執行環(huán)境，旨在提高容量以更快的速度運行更多電路。該產(chǎn)品還可以存儲量子程序，允許用戶(hù)將其作為服務(wù)運行。

Qiskit運行時(shí)“重新構建”經(jīng)典量子工作負載，使程序可在經(jīng)典硬件上傳和執行，該經(jīng)典硬件直接位于量子計算機旁邊。這可減少用戶(hù)的經(jīng)典系統和量子處理器之間的典型通信而引起的延遲。IBM表示，這些增強功能將使工作負載加速100倍。同時(shí)，這又使量子系統可在幾小時(shí)運行作業(yè)，而不是幾個(gè)月。

Sutor說(shuō)：“Qiskit運行時(shí)很重要，因為它啟動(dòng)了這個(gè)過(guò)程–有選擇地將某些類(lèi)型的本地經(jīng)典計算輸出到量子環(huán)境。這意味著(zhù)你將體驗更少的延遲，并且可以比以前更有效地使用量子資源?！?/p>

有些分析家認為，該生態(tài)系統最終可能會(huì )為大型企業(yè)帶來(lái)生產(chǎn)級產(chǎn)品。

Hyperion Research LLC研究高級副總裁兼量子計算首席分析師Bob Sorensen說(shuō)：“這似乎是思考如何將量子技術(shù)應用于生產(chǎn)環(huán)境的第一步。在這個(gè)位置，我們可以開(kāi)始優(yōu)化整個(gè)環(huán)節中的薄弱環(huán)節，并實(shí)現可以控制的內容，以使生產(chǎn)環(huán)境更有用、更高性能?！?/p>

另一位分析師表示，將開(kāi)源生態(tài)系統劃分為三個(gè)級別，不僅將焦點(diǎn)放在生態(tài)系統中的軟件公司，還將焦點(diǎn)放在企業(yè)IT專(zhuān)業(yè)人員，以整合他們自己的內部量子開(kāi)發(fā)項目。

Gartner公司研究副總裁Chirag Dekate表示：“通過(guò)將人員劃分為模型、算法和內核開(kāi)發(fā)人員，IBM為企業(yè)提供了架構，以明確這些不同角色應該執行哪些活動(dòng)。更重要的是，這使企業(yè)了解他們的開(kāi)發(fā)人員應該具備哪些技能，從而加速他們的量子之旅?！?/p>

去年9月，IBM推出其量子路線(xiàn)圖的第一部分，當時(shí)該公司宣布其到2023年的量子服務(wù)器硬件的交付時(shí)間表。該公司承諾將交付4個(gè)量子系統，在其Condor處理器發(fā)布中，該系統將包含1,121量子比特。IBM表示，Condor將使開(kāi)發(fā)人員能夠跨越很多技術(shù)障礙，從而幫助他們解決廣泛的復雜的科學(xué)和商業(yè)問(wèn)題。

該公司表示，IBM軟件戰略的關(guān)鍵部分是繼續使用和創(chuàng )建開(kāi)源工具，最終將其中一些工具轉換為云原生組件。據報道，這將使該公司能夠繼續擴大和擴展其量子軟件，以便IT專(zhuān)業(yè)人員可以利用其不斷發(fā)展的量子架構，同時(shí)更可靠地運行量子程序。

Gambetta表示，到2023年，IBM預計將提供多種預構建運行時(shí)系列–可以使用各種常見(jiàn)的開(kāi)發(fā)框架從基于云的API調用。Gambetta寫(xiě)道，當預構建運行時(shí)部署后，量子內核和算法開(kāi)發(fā)人員奠定的基礎將使模型和企業(yè)開(kāi)發(fā)人員可探索量子計算模型，而無(wú)需考慮量子物理學(xué)。

根據IBM的路線(xiàn)圖，到2025年將實(shí)現無(wú)摩擦量子計算的目標。這意味著(zhù)對于任何量子計算堆棧的開(kāi)發(fā)人員或用戶(hù)而言，硬件都不再是問(wèn)題。然后，開(kāi)發(fā)人員不僅可以依靠量子系統，還可以依靠使用基于云的API創(chuàng )建應用程序和服務(wù)的經(jīng)典高性能計算堆棧。