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的各種應用的預覽。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;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 的某些成員進行 Beta 測試。
