デフォルトでは、すべての量子コンピューターは、量子計算と古典計算を組み合わせたハイブリッドになります。 マイクロソフト 見積り 世界で最も差し迫った問題のいくつかを解決するのに役立つ量子コンピューターには、少なくとも 100 万個の安定した量子ビットが必要です。 このようなマシンを制御し、安定性を維持するために必要なエラー修正アルゴリズムを処理するには、膨大な従来の計算能力 (実際にはクラウドでしか利用できない) が必要です。 実際、Microsoft は、必要なフォールト トレランスを実現するには、量子コンピューターと従来のコンピューターの間を移動する 1 秒あたり 10 ～ 100 テラビットのデータを管理できるペタスケールのコンピューティング プラットフォームと量子コンピューターを統合する必要があると見積もっています。 ラスベガスで開催された米国物理学会の 3 月の会議で、マイクロソフトは今日、 自慢している これを可能にし、Azure Quantum で「統合ハイブリッド」機能と呼ばれるものを開始するために行ってきた作業の一部です。
Microsoft の Advanced Quantum Development 担当副社長である Krysta Svore 氏は、次のように述べています。 「古典的なコードと量子コードを混ぜ合わせることで、新しいタイプ、新しいスタイルの量子アルゴリズム、プロトタイプ、サブルーチンのロックを解除し、古典的な情報に基づいて量子ビットに対して何を行うかを制御できます。 これは業界初です。」
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これは、古典コンピューティングと量子コンピューティングを統合するための一歩であり、新しいエラー訂正プロトコルを可能にするための一歩でもあると彼女は主張した. この膨大な量の古典的なコンピューティングがなければ、少なくとも近い将来、量子マシンを効果的に制御することはできません。
「間違いなく、スケールアップされた量子マシンを持つことができる唯一の場所は、スケールアップされた量子コンピューティングがパブリック クラウドになるでしょう。そのレベルのスケールの古典的コンピューティングを量子マシンと統合することが非常に重要だからです」と Svore 氏は述べています。説明した。 彼女はこのプロセスをダンスのように説明しています。そこでは、古典的なコンピューティングが 100 万個のキュービットを振り付けて同時に動作させ、「すべてが小さなスクエア ダンスやヘキサゴン ダンスなどを行います」と説明しています。 しかし、それを行うには、これらすべての量子ビットと同時に通信する必要があり、これには大規模な計算と帯域幅の要件が必要になります。
Svore はまた、アルゴリズムを構築してから量子マシンに送信するには、多くの古典的な計算が必要であると主張しています。これも、特定の計算を実行するのに数週間かかる場合があります (また、フィードバック ループも何度も発生する可能性があります)。
この新しい統合ハイブリッド機能により、Microsoft は開発者 (および研究者) に、この量子と古典の組み合わせが実際にどのように見えるかを調べるためのツールを提供しています。 具体的には、Svore 氏によると、これにより、 位相推定アルゴリズムたとえば、これは量子コンピューティング ツールキットの主要なアルゴリズムです。 研究者はすぐに使用できるようになります 量子 たとえば、Azure で利用可能なハードウェアを使用してこれをテストし、従来のコンピューターを量子マシンから返されるデータに反応させます。 これまでは、多くが理論上のものでしたが、ハードウェアで実行できるようになりました。
時間が経つにつれて、量子コンピューティングを可能にする古典的コンピューティングの役割は、業界でより広く理解されるようになりました。 Microsoft はもちろん、その大規模なクラウドによって、これらのマシンを制御するために必要な種類の古典的な計算能力を提供できると主張しています。 Amazon、Google、IBM なども、量子プロセッサを大規模なデータ センターに統合することができます。