La computación cuántica basada en la nube es la invocación de emuladores , simuladores o procesadorescuánticos através de la nube. Cada vez más, los servicios en la nube se consideran el método para proporcionar acceso al procesamiento cuántico. Las computadoras cuánticas logran su poder de computación masivo al iniciar la física cuántica en el poder de procesamiento y cuando los usuarios pueden acceder a estas computadoras con tecnología cuántica a través de Internet, se conoce como computación cuántica dentro de la nube.
En 2016, IBM conectó una pequeña computadora cuántica a la nube y permite crear y ejecutar programas simples en la nube. [1] A principios de 2017, los investigadores de Rigetti Computing demostraron el primer acceso a la nube programable utilizando la biblioteca pyQuil Python . [2] Muchas personas, desde investigadores académicos y profesores hasta escolares, ya han creado programas que ejecutan muchos algoritmos cuánticos diferentes utilizando las herramientas del programa. Algunos consumidores esperaban utilizar la informática rápida para modelar los mercados financieros o crear una IA más avanzada.sistemas. Estos métodos de uso permiten a las personas ajenas a un laboratorio o institución profesional experimentar y aprender más sobre una tecnología tan fenomenal. [3]
Solicitud
La computación cuántica basada en la nube se utiliza en varios contextos:
- En la enseñanza , los profesores pueden utilizar la computación cuántica basada en la nube para ayudar a sus alumnos a comprender mejor la mecánica cuántica , así como a implementar y probar algoritmos cuánticos . [4] [5]
- En la investigación , los científicos pueden utilizar recursos cuánticos basados en la nube para probar las teorías de la información cuántica , [6] realizar experimentos , [7] comparar arquitecturas, [8] entre otras cosas.
- En los juegos , los desarrolladores pueden usar recursos cuánticos basados en la nube para crear juegos cuánticos para presentar a las personas conceptos cuánticos. [9]
Plataformas existentes
- Xanadu Quantum Cloud de Xanadu, que consiste en un acceso basado en la nube a tres computadoras cuánticas fotónicas totalmente programables [10]
- Forest de Rigetti Computing , que consiste en una suite de herramientas para computación cuántica. Incluye un lenguaje de programación, [11] herramientas de desarrollo y algoritmos de ejemplo.
- LIQUi |> de Microsoft , que es una arquitectura de software y una suite de herramientas para la computación cuántica. Incluye un lenguaje de programación, algoritmos de programación y optimización de ejemplo y simuladores cuánticos.
- Q # , un lenguaje de programación cuántica de Microsoft en .NET Framework visto como un sucesor de LIQUi |>.
- IBM Q Experience de IBM , [12] que proporciona acceso a hardware cuántico, así como a simuladores de HPC . Se puede acceder a ellos mediante programación utilizando el marco Qiskit basado en Python o mediante una interfaz gráfica con la GUI de IBM Q Experience . [13] Ambos se basan en el estándar OpenQASM para representar operaciones cuánticas. También hay un tutorial y una comunidad en línea . [14] Los simuladores y dispositivos cuánticos actualmente disponibles son:
- Múltiples procesadores de qubit transmon . [15] Aquellos con 5 y 16 qubits son de acceso público. Los dispositivos de hasta 65 qubits están disponibles a través de IBM Q Network. [dieciséis]
- Un simulador de 32 qubit basado en la nube. El software para simuladores alojados localmente también se proporciona como parte de Qiskit.
- Quantum in the Cloud de la Universidad de Bristol , que consta de un simulador cuántico y un sistema cuántico óptico de cuatro qubit . [17]
- Quantum Playground de Google , que cuenta con un simulador con una interfaz simple y un lenguaje de secuencias de comandos y visualización de estado cuántico en 3D . [18]
- Quantum in the Cloud por la Universidad de Tsinghua. Es una nueva experiencia de nube cuántica de cuatro qubits basada en resonancia magnética nuclear-NMRCloudQ.
- Quantum Inspire de Qutech es la primera plataforma en Europa que proporciona computación cuántica basada en la nube a dos chips de hardware. Junto a un procesador transmon de 5 qubit, Quantum Inspire es la primera plataforma del mundo [19] que proporciona acceso en línea a un procesador cuántico de espín de electrones de 2 qubit totalmente programable:
- Spin-2 es un procesador cuántico de 2 qubits que aloja dos qubits de espín de un solo electrón en un punto cuántico doble en 28 Si purificado isotópicamente .
- Starmon-5 consta de cinco qubits transmon superconductores en una configuración X.
- Junto a los chips cuánticos, la plataforma da acceso a QX, un backend de emulador cuántico . Hay dos instancias del emulador QX disponibles, que emulan hasta 26 qubits en un servidor básico basado en la nube y hasta 31 qubits usando un nodo 'gordo' en Cartesius , la supercomputadora nacional holandesa de SurfSara. Los algoritmos cuánticos basados en circuitos se pueden crear a través de una interfaz gráfica de usuario o mediante el SDK Quantum Inspire basado en Python, que proporciona un backend para el marco projectQ, el marco Qiskit. Quantum Inspire proporciona una base de conocimientos [20] con guías de usuario y algunos algoritmos de ejemplo escritos en cQASM.
- Amazon Braket "es un servicio totalmente administrado que lo ayuda a comenzar con la computación cuántica al proporcionar un entorno de desarrollo para explorar y diseñar algoritmos cuánticos, probarlos en computadoras cuánticas simuladas y ejecutarlos en su elección de diferentes tecnologías de hardware cuántico".
- Forge de QC Ware , que proporciona acceso a hardware D-Wave, así como a simuladores de Google e IBM. La plataforma ofrece una prueba gratuita de 30 días que incluye un minuto de tiempo de computación cuántica. [21]
Referencias
- ^ "IBM Q Experience" . quantumexperience.ng.bluemix.net . Consultado el 8 de mayo de 2019 .
- ^ "Demostración del software de computación Rigetti: bosque" . Consultado el 3 de febrero de 2021 .
- ^ "NASA / ADS". Código Bib : 2018arXiv180807375C . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ "Estudiantes universitarios en la nube utilizando IBM Quantum Experience" . 9 de junio de 2016.
- ^ Fedortchenko, Serguei (8 de julio de 2016). "Un experimento de teletransportación cuántica para estudiantes de pregrado". arXiv : 1607.02398 [ quant-ph ].
- ^ Alsina, Daniel; Latorre, José Ignacio (11 de julio de 2016). "Prueba experimental de las desigualdades de Mermin en una computadora cuántica de cinco qubit". Physical Review A . 94 (1): 012314. arXiv : 1605.04220 . Código bibliográfico : 2016PhRvA..94a2314A . doi : 10.1103 / PhysRevA.94.012314 . S2CID 119189277 .
- ^ Devitt, Simon J. (29 de septiembre de 2016). "Realización de experimentos de computación cuántica en la nube". Physical Review A . 94 (3): 032329. arXiv : 1605.05709 . Código bibliográfico : 2016PhRvA..94c2329D . doi : 10.1103 / PhysRevA.94.032329 . S2CID 119217150 .
- ^ Linke, Norbert M .; Maslov, Dmitri; Roetteler, Martin; Debnath, Shantanu; Figgatt, Caroline; Landsman, Kevin A .; Wright, Kenneth; Monroe, Christopher (28 de marzo de 2017). "Comparación experimental de dos arquitecturas de computación cuántica" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (13): 3305–3310. arXiv : 1702.01852 . doi : 10.1073 / pnas.1618020114 . ISSN 0027-8424 . PMC 5380037 . PMID 28325879 .
- ^ Wootton, James (12 de marzo de 2017). "Por qué necesitamos hacer juegos cuánticos" .
- ^ "Primer ordenador cuántico fotónico en la nube" .
- ^ Smith, Robert S .; Curtis, Michael J .; Zeng, William J. (10 de agosto de 2016). "Una arquitectura práctica de conjunto de instrucciones cuánticas". arXiv : 1608.03355 [ quant-ph ].
- ^ "Página de inicio de IBM Q" .
- ^ "IBM Quantum Experience" .
- ^ "Tutorial de IBM Q Experience" .
- ^ "Simuladores y dispositivos cuánticos" .
- ^ "IBM Q Network" .
- ^ "Quantum en la nube" . bristol.ac.uk . Consultado el 20 de julio de 2017 .
- ^ "Patio de juegos de computación cuántica" . quantumplayground.net . Consultado el 20 de julio de 2017 .
- ^ "QuTech anuncia Quantum Inspire, la primera plataforma pública de computación cuántica de Europa" . quantumcomputingreport.com . Consultado el 5 de mayo de 2020 .
- ^ "Los fundamentos de la Computación Cuántica" . Inspiración cuántica . Consultado el 15 de noviembre de 2018 .
- ^ Lardinois, Frederic. "QC Ware Forge dará a los desarrolladores acceso a simuladores y hardware cuántico de todos los proveedores" . TechCrunch . Consultado el 29 de octubre de 2019 .
enlaces externos
- Lista de herramientas cuánticas en el informe de computación cuántica
- Lista de simuladores de computación cuántica en Quantiki