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Le QPU et les modèles hybrides classique/quantique

22
Juin
,
2021
Yuval Boger

Dans quelques années, lorsque nous aurons des ordinateurs quantiques avec de nombreux qubits, il y aura toujours des tâches qui seront mieux exécutées avec des ordinateurs classiques. C'est pourquoi, même aujourd'hui, alors que les ordinateurs quantiques sont loin d'être parfaits, de nombreuses entreprises explorent des algorithmes hybrides classiques/quantiques

Pourquoi les modèles hybrides sont-ils intéressants aujourd'hui ?

L'une des raisons est que les ordinateurs classiques peuvent être meilleurs pour certaines tâches, telles que la lecture de données à partir d'un stockage externe, la communication sur les réseaux existants, ou simplement l'exécution de l'infinie variété de programmes qui fonctionnent suffisamment bien sur les ordinateurs classiques. Dans ces cas, on peut s'appuyer sur l'analogie CPU/GPU. Le GPU (unité de traitement graphique) est un coprocesseur très utile pour une unité centrale générale. De même, une unité de traitement quantique (QPU) pourrait être un fantastique processeur pour une unité centrale classique.

Une autre raison, d'ordre pratique, est liée à la stabilité des ordinateurs quantiques actuels. Que ce soit en raison de changements de température, de vibrations ou d'interférences externes, les ordinateurs quantiques sont limités dans leur capacité à effectuer un calcul. Par conséquent, les spécialistes de l'information quantique modifient les algorithmes - parfois de manière très importante - pour qu'ils fonctionnent de manière hybride. Nous le voyons souvent dans les implémentations de VQE, QAOA ou d'autres algorithmes variationnels, dans ce que nous appelons souvent une boucle "générer/solver", qui ressemble à ce qui suit :

La raison pour laquelle un circuit quantique doit être généré à chaque cycle est principalement le bloc de "préparation de l'état", car les valeurs initiales du circuit quantique changeront à chaque cycle.

Chez Classiq, nous pensons que les facteurs limitants dans la création de circuits quantiques ne devraient être que l'ingéniosité et l'imagination, et non les difficultés de la conception au niveau des portes. C'est pourquoi notre plateforme offre un langage de haut niveau pour exprimer l'algorithme, puis le synthétise automatiquement pour répondre aux contraintes souhaitées. Dans le cadre de cette plateforme, nous facilitons l'intégration des algorithmes classiques et quantiques dans une solution hybride unique.

Dans quelques années, lorsque nous aurons des ordinateurs quantiques avec de nombreux qubits, il y aura toujours des tâches qui seront mieux exécutées avec des ordinateurs classiques. C'est pourquoi, même aujourd'hui, alors que les ordinateurs quantiques sont loin d'être parfaits, de nombreuses entreprises explorent des algorithmes hybrides classiques/quantiques

Pourquoi les modèles hybrides sont-ils intéressants aujourd'hui ?

L'une des raisons est que les ordinateurs classiques peuvent être meilleurs pour certaines tâches, telles que la lecture de données à partir d'un stockage externe, la communication sur les réseaux existants, ou simplement l'exécution de l'infinie variété de programmes qui fonctionnent suffisamment bien sur les ordinateurs classiques. Dans ces cas, on peut s'appuyer sur l'analogie CPU/GPU. Le GPU (unité de traitement graphique) est un coprocesseur très utile pour une unité centrale générale. De même, une unité de traitement quantique (QPU) pourrait être un fantastique processeur pour une unité centrale classique.

Une autre raison, d'ordre pratique, est liée à la stabilité des ordinateurs quantiques actuels. Que ce soit en raison de changements de température, de vibrations ou d'interférences externes, les ordinateurs quantiques sont limités dans leur capacité à effectuer un calcul. Par conséquent, les spécialistes de l'information quantique modifient les algorithmes - parfois de manière très importante - pour qu'ils fonctionnent de manière hybride. Nous le voyons souvent dans les implémentations de VQE, QAOA ou d'autres algorithmes variationnels, dans ce que nous appelons souvent une boucle "générer/solver", qui ressemble à ce qui suit :

La raison pour laquelle un circuit quantique doit être généré à chaque cycle est principalement le bloc de "préparation de l'état", car les valeurs initiales du circuit quantique changeront à chaque cycle.

Chez Classiq, nous pensons que les facteurs limitants dans la création de circuits quantiques ne devraient être que l'ingéniosité et l'imagination, et non les difficultés de la conception au niveau des portes. C'est pourquoi notre plateforme offre un langage de haut niveau pour exprimer l'algorithme, puis le synthétise automatiquement pour répondre aux contraintes souhaitées. Dans le cadre de cette plateforme, nous facilitons l'intégration des algorithmes classiques et quantiques dans une solution hybride unique.

A propos de "The Qubit Guy's Podcast" (Le podcast du gars de Qubit)

Animé par The Qubit Guy (Yuval Boger, notre directeur marketing), le podcast accueille des leaders d'opinion de l'informatique quantique pour discuter de questions commerciales et techniques qui ont un impact sur l'écosystème de l'informatique quantique. Nos invités fournissent des informations intéressantes sur les logiciels et algorithmes d'ordinateurs quantiques, le matériel informatique quantique, les applications clés de l'informatique quantique, les études de marché de l'industrie quantique et bien plus encore.

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