Fragen Sie einen beliebigen Technologen, wann ein echter Quantencomputer für die Hauptsendezeit bereit sein wird, und Sie erhalten eine Antwort, die zwischen fünf und zehn Jahren oder sogar länger reicht. Aber die Zukunft des Quantencomputings könnte sehr wahrscheinlich in hybriden Systemen liegen – Systemen, die heute verfügbar sind – die es Entwicklern und Ingenieuren ermöglichen, klassische Silizium- und Quanten-Workflows zu integrieren.
Beispielsweise hat D-Wave Systems, ein kanadisches Unternehmen, seine klassische Quantenarchitektur, bekannt als Quantenglühen, in den letzten zehn Jahren stetig verbessert, um echte Optimierungs- und Modellierungsprobleme für Kunden auf der ganzen Welt anzugehen.
Das Hybridangebot von D-Wave wird von Mastercard genutzt, um die Treueprogramme ihrer Kunden zu optimieren, vom globalen Dienstleistungsunternehmen Deloitte, um die Zeit für die Erstellung von Zeitplänen für das Flughafensicherheitspersonal von einem Monat auf Minuten zu verkürzen, und im Hafen von Los Angeles, um den Kran zu verbessern Betriebsabläufe und Lkw-Drehzeiten, in Japan zur Optimierung der Bereitstellung von TV-Werbung und von der Pattison Food Group zur Optimierung der Fahrpläne für ihre E-Commerce-Fahrer.
„Wir haben herausgefunden, dass klassisches Computing und Quantencomputing komplementäre Stärken haben, wenn es darum geht, Lösungen für Geschäftsanwendungen zu entwickeln“, sagte Murray Thom, Vizepräsident des Produktmanagements von D-Wave Systems, in einem Interview.
„Sie können sie immer so zusammenstellen, dass sie größere Probleme besser lösen können“, behauptete er.
Auch Microsoft ist im hybriden Spiel. Es integriert Quantendienste in seine Azure-Cloud und stellt Benutzern Software zur Verfügung, mit der sie Code schreiben können, der auf diesen Diensten ausgeführt wird.
„Wir gestalten unsere Maschine so, dass die beste Leistung sowohl im klassischen als auch im Quantenbereich erzielt werden kann“, sagte Krysta Svore, Ingenieurin und Vizepräsidentin für Advanced Quantum Development bei Microsoft, in einem Interview.
„Es erfordert auch die Architektur eines Hybridsystems – die Algorithmen sind nicht nur eine Mischung aus Quanten- und klassischem Code, sondern um die Fehlertoleranz der Maschine zu erhalten, ist auch fortschrittliches klassisches Computing erforderlich“, erklärte sie. „Das bedeutet, dass wir einen Supercomputer am Steuer haben müssen, mit dem Quantencomputer als Motor.“
Unterdessen arbeitet IBM an einem Weg zum quantenzentrischen Supercomputing, das die Interaktion mit klassischen Computern über eine hybride Cloud beinhaltet.
Auch Intel trägt zur Hybrid-Szene bei. Sein Horse-Ridge-Chip ermöglicht die Vereinfachung der Schnittstelle zwischen der Steuer- und Messschicht und der Steuerprozessorschicht des Hybridsystems. Horse Ridge fungiert als kryogener Steuerchip, der es der klassischen Elektronik in der Steuerprozessorschicht ermöglicht, bei den extrem niedrigen Temperaturen zu funktionieren, die für die Funktion der Steuer- und Messschicht erforderlich sind.
„Quantenklassische Hybridsysteme sind hier, um zu bleiben“, sagte Daniel Justice, ein Softwareentwickler in der KI-Abteilung des Software Engineering Institute der Carnegie Mellon University, in einem Interview.
„Ein reines Quantensystem ist nicht erstrebenswert, weil Quantencomputer nicht für jede Aufgabe besser als klassische Computer sind“, fuhr er fort. „Es ist viel effizienter, klassische Computer für einfache Aufgaben und Quantencomputer nur bei Bedarf einzusetzen.“
Er stellte fest, dass ein weiterer Vorteil von Hybridsystemen darin besteht, dass sie fehlertoleranter sein können. „Der klassische Computer kann verwendet werden, um Fehler zu erkennen und zu korrigieren, die im Quantencomputer auftreten können“, erklärte er. „Das kann helfen, die Zuverlässigkeit und Robustheit des Systems zu erhöhen.“
„Insgesamt ist Hybrid-Computing ein praktischer und notwendiger Ansatz für das Quantencomputing und wird weiterhin verwendet, wenn wir uns auf große, voll funktionsfähige Quantencomputer zubewegen“, fügte er hinzu.
Svore stimmte zu, dass die Zukunft des Quantencomputings Hybrid Computing ist. „Obwohl Quantencomputer eine unglaubliche Technologie sind, verlassen sie sich auf klassische Supercomputer, um Quantendaten zu interpretieren und in ein lesbares Format zu übertragen“, sagte sie.
„Ein eigenständiges Quantensystem kann nicht ohne klassische Computer arbeiten, die vorbereiten, was berechnet werden muss, die Ergebnisse analysieren und entscheiden, welche weiteren Berechnungen durchgeführt werden müssen“, fuhr sie fort.
„Quantum Computing ist von Natur aus hybrid“, fügte sie hinzu. „Das ist es heute mit der aktuellen Generation von Quantencomputern, die aus verrauschten Qubits bestehen, und es wird in Zukunft mit fehlertoleranten Quantencomputern sein, die aus Millionen zuverlässiger und schneller Qubits bestehen.“
Während einige Analysten weiterhin den Begriff Hybrid verwenden, um darauf hinzuweisen, dass die klassische Quantenschnittstelle nur eine vorübergehende Phase oder „Brücke“ zum Quantencomputing in vollem Umfang sein wird, erkennen Unternehmen zunehmend, dass Hybridsysteme ein integraler Bestandteil der Quantenzukunft sein werden , sowie der jetzige Arthur Herman, Senior Fellow und Direktor der Quantum Alliance Initiative, schrieb für das Hudson Institute.
„Das Bauen und Entwerfen von Systemen, die die Schnittstelle zwischen Quanten- und konventionellen Elementen erleichtern, sind also nicht nur vorübergehende Lösungen“, fügte er hinzu. „Sie sind grundlegend für die Zukunft der Einführung von Quantentechnologie.“
„Während selbst große Akteure der Branche wie Microsoft, IBM und Dell diese Realität erkennen“, fuhr er fort, „müssen die politischen Entscheidungsträger sie ebenfalls erkennen und unsere nationale Quantenpolitik entsprechend lenken.“

QUELLEN:

Daniel Gerechtigkeit
Softwareentwickler
KI-Abteilung
Institut für Softwaretechnik
Carnegie Mellon University

Paul Ruggiero
pruggiero@sei.cmu.edu

Krysta Svore
angesehener Ingenieur und Vizepräsident von Advanced Quantum Development
Quantum, Microsoft

Cameron Kast
ckast@we-worldwide.com

Murray Thom
Vizepräsident Produktmanagement
D-Wave Systems
Vancouver, BC, Kanada

Jill Wroblewski
Jill.Wroblewski@axicom.com

Arthur Hermann
Senior Fellow und Direktor
Quantenallianz-Initiative
Hudson-Institut
November 2022: Hybride Quantensysteme und die Zukunft der amerikanischen High-Tech-Führung
https://www.hudson.org/innovation/advancing-quantum-advantage-hybrid-quantum-systems-future-american-high-tech-leadership

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• Quelle: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/hybrid-systems-are-the-future-of-quantum-computing-and-theyre-here-now/