(Зображення: Юічіро Чіно через Getty Images)
Вчені винайшли нову обчислювальну технологію, яка вперше дозволяє кільком людям запускати програми на квантовому комп'ютері.
Нова система під назвою «HyperQ» являє собою тип технології віртуалізації, яка балансує робочі навантаження, розділяючи фізичне обладнання квантового комп'ютера на кілька ізольованих квантових віртуальних машин (qVM), яким потім керує інтелектуальний планувальник.
Цей планувальник працює «як головний гравець у Tetris», який об'єднує кілька qVM для одночасної роботи на різних частинах однієї машини, повідомили представники Колумбійського університету. Кінцевим результатом є один квантовий комп'ютер, здатний підтримувати роботу кількох користувачів, які запускають різні програми. Вчені опублікували свої висновки в липні в новому дослідженні, яке було представлено на 19-му симпозіумі USENIX з проектування та впровадження операційних систем (OSDI '25).
Вам може сподобатися
-
Мільйони кубітів на одному квантовому процесорі тепер можливі завдяки кріогенному прориву
-
Вчені досягли прориву в квантових обчисленнях «магічного стану», який розроблявся 20 років тому
-
Алгоритми «квантового штучного інтелекту» вже випереджають найшвидші суперкомп'ютери, йдеться в дослідженні
«HyperQ привносить хмарну віртуалізацію в квантові обчислення», – заявив співавтор дослідження Джейсон Ніє, професор інформатики в Колумбійському інженерному університеті. «Це дозволяє одній машині запускати кілька програм одночасно – без перешкод, без очікування в черзі».
Ефективність завдяки віртуалізації
Типові квантові комп'ютери на основі вентилів є дорогими порівняно з їхніми бінарними аналогами. Згідно з даними Quantum Zeitgeist, витрати на дослідження та розробку невеликої квантової обчислювальної системи коливаються від 10 до 15 мільйонів доларів. Це ще не враховуючи витрати на утримання, які оцінюються в понад мільйон доларів на рік, не враховуючи розробку програмного забезпечення та програмування.
Незважаючи на високі витрати на розробку та експлуатацію, більшість квантових комп'ютерів зазвичай здатні підтримувати операції лише для одного користувача через внутрішньо взаємопов'язану природу кубітів — квантового еквівалента класичних комп'ютерних бітів, — з яких вони складаються.
Дослідники надихнулися технологією віртуалізації, яка є основою сучасних хмарних обчислювальних сервісів, таких як Amazon Web Services (AWS) та Microsoft Azure. У класичному середовищі віртуальних машин (ВМ) програмний рівень, який називається гіпервізор або монітор віртуальних машин, розподіляє невикористані ресурси між окремими віртуальними машинами, які працюють повністю незалежно одна від одної.
Однак у квантовому середовищі комп'ютерні вчені повинні враховувати «шум» у квантовому сигналі, який може поширюватися по всій системі. HyperQ обходить цю проблему, ізолюючи кожну qVM «буфером» з кубітів, які залишаються неактивними, тим самим усуваючи потенціал для шумних «перехресних перешкод».
«Попередні зусилля вимагали спеціалізованих компіляторів і потребували заздалегідь точно знати, які програми працюватимуть разом», — сказав провідний автор статті Руньчжоу Тао, колишній докторант Лабораторії програмних систем Колумбійського університету. «Наш підхід динамічно працює з існуючими інструментами квантового програмування, що є набагато гнучкішим і практичнішим для реального використання».
Вам може сподобатися
-
Мільйони кубітів на одному квантовому процесорі тепер можливі завдяки кріогенному прориву
-
Вчені досягли прориву в квантових обчисленнях «магічного стану», який розроблявся 20 років тому
-
Алгоритми «квантового штучного інтелекту» вже випереджають найшвидші суперкомп'ютери, йдеться в дослідженні
Динамічне мультипрограмування
Квантові програми зазвичай виконуються за передбачуваним шаблоном кубітів. HyperQ визначає оптимальні часові інтервали для кожного запиту користувача та розподіляє ресурси як у часі, так і в просторі, визначаючи, які кубіти будуть необхідні для кожного запиту та як довго вони будуть активними, зазначають дослідники в дослідженні.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
—«Наукова проблема вирішена»: IBM створить монструозний квантовий комп'ютер на 10 000 кубітів до 2029 року
— Міні-«настільний суперкомп’ютер» від Nvidia у 1000 разів потужніший за ноутбук — і він може поміститися у вашій сумці
— Вчені досягли рівня помилок квантових комп'ютерів 0,000015% — світового рекорду, який може призвести до створення менших та швидших машин.
Це може здатися простим завданням паралельного планування, але попередні системи керування машинами вимагали від користувачів стояти в черзі, щоб система могла попередньо компілювати їхні запити для виконання. HyperQ вводить концепцію під назвою «динамічне мультипрограмування», в якій використання спрощується, а програми можна компілювати незалежно для qVM різного розміру.
Команда протестувала свій програмний рівень HyperQ на квантовому комп'ютері IBM Brisbane, системі на основі 127-кубітних вентилів, побудованій на чіпсеті Eagle. Згідно з дослідженням, HyperQ скоротив середній час очікування користувачів до 40 разів, зменшивши час виконання проектів з «днів до лічених годин». Це також дозволило збільшити кількість виконуваних квантових програм до десяти разів.
У майбутньому команда має намір розширити функціонування HyperQ для всього спектру квантових обчислювальних архітектур, включаючи машини, виготовлені виробниками, відмінними від IBM.
Трістан Грін
Трістан — журналіст, що спеціалізується на науці та технологіях, зі США. Він висвітлює теми штучного інтелекту (ШІ), теоретичної фізики та передових технологій.
Його роботи були опубліковані в численних виданнях, включаючи Mother Jones, The Stack, The Next Web та Undark Magazine.
До журналістики Трістан 10 років служив у ВМС США програмістом та інженером. Коли він не пише, він любить грати в ігри з дружиною та вивчати військову історію.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Мільйони кубітів на одному квантовому процесорі тепер можливі завдяки кріогенному прориву
Вчені досягли прориву в квантових обчисленнях «магічного стану», який розроблявся 20 років тому
Алгоритми «квантового штучного інтелекту» вже випереджають найшвидші суперкомп'ютери, йдеться в дослідженні
Вчені вперше використовують квантове машинне навчання для створення напівпровідників – і це може змінити спосіб виготовлення чіпів
Прорив Microsoft може зменшити кількість помилок у квантових комп'ютерах у 1000 разів
Японія запускає свій перший власний квантовий комп'ютер
Найновіше в галузі обчислювальної техніки
Крихітний кріогенний пристрій скорочує теплові викиди квантових комп'ютерів у 10 000 разів — і його можуть запустити у 2026 році
Новий комп'ютер Microsoft на основі світла натхненний 80-річною технологією — він може зробити штучний інтелект у 100 разів ефективнішим
Вчені втискають цілий комп'ютер в одне волокно одягу — і його навіть можна пропустити через пральну машину
Китайська «Мавпа Дарвіна» – найбільший у світі суперкомп'ютер, натхненний роботою мозку
Японія запускає свій перший власний квантовий комп'ютер
IBM та Moderna змоделювали найдовший шаблон мРНК без штучного інтелекту — замість цього вони використали квантовий комп'ютер.
Останні новини
Проривний препарат від муковісцидозу, який продовжує життя на десятиліття, приніс своїм розробникам «американську Нобелівську премію» у розмірі 250 000 доларів
Препарат від акне Аккутан може відновити вироблення сперми у безплідних чоловіків, згідно з попередніми дослідженнями.
Міжзоряна комета 3I/ATLAS може стати яскраво-зеленою, показують нові дивовижні фотографії
«Новий» острів виник з танучого льоду на Алясці
Прорив в електроніці означає, що наші пристрої одного дня можуть перестати виділяти зайве тепло, кажуть вчені
«Неймовірно захопливо»: NASA стверджує, що знайшло «найчіткішу ознаку» минулого життя на Марсі
ОСТАННІ СТАТТІ
Проривний препарат для лікування муковісцидозу, який продовжує життя на десятиліття, приніс своїм розробникам «американську Нобелівську премію» у розмірі 250 000 доларів.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зверніться до експертів Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “тип-новини-щоденно,serversidehawk,відеоартикл,van-enable-adviser-
