HyperQ надає квантовим обчисленням багатокористувацькі можливості

Дослідники з Колумбійського університету представили HyperQ, як проривну технологію. Вона дозволяє кільком користувачам одночасно запускати програми на квантовому комп’ютері. Вона працює як віртуальна машина для квантових систем, розділяючи фізичне квантове обладнання на кілька ізольованих віртуальних середовищ. Розумний планувальник розподіляє робочі навантаження, забезпечуючи стабільну й ефективну роботу без довгих черг.

У традиційних квантових комп’ютерах сильний зв’язок між кубітами майже унеможливлює роботу кількох користувачів одночасно. HyperQ вирішує цю проблему, створюючи «буфер» з неактивних кубітів навколо кожної віртуальної машини. Цей буфер запобігає поширенню шуму та перешкод у систему.

Від днів до годин

Сьогодні більшість квантових комп’ютерів підтримують лише одного користувача. Вони також надзвичайно дорогі: витрати на розробку сягають 10–15 мільйонів доларів, а щорічне обслуговування перевищує 1 мільйон. Попри це, їхні потужності часто залишаються недовантаженими через обмеження одного користувача.

HyperQ змінює підхід. Вона динамічно працює з існуючими інструментами квантового програмування, без потреби у спеціалізованих компіляторах чи попередньому плануванні завдань. Планувальник оптимізує час і ресурси, визначаючи, які кубіти використовуватиме кожна задача та як довго вони будуть активними.

Перевірено на практиці

Команда протестувала HyperQ на квантовому комп’ютері IBM Brisbane, створеному на базі 127-кубітного чипсета Eagle. Результати вразили: середній час очікування зменшився у 40 разів. Проєкти, які раніше виконувалися днями, тепер можна завершити за кілька годин. Система також збільшила кількість одночасно виконуваних програм у десять разів.

З HyperQ квантові обчислення наближаються до гнучкості хмарних платформ на кшталт AWS та Azure — але вже у квантову епоху.