IBM推出用于量子计算的CLOPS性能标准

时间:2021-11-04 14:05:50来源:
导读 IBM 已经迎接了为量子计算创建新性能标准的挑战。新指标侧重于每秒电路层操作 (CLOPS),它对应于量子处理单元 (QPU) 每单位时间可以执

IBM 已经迎接了为量子计算创建新性能标准的挑战。新指标侧重于每秒电路层操作 (CLOPS),它对应于量子处理单元 (QPU) 每单位时间可以执行的量子电路数量。这不仅指处理和成功完成工作负载的实际速度,还考虑了量子计算领域和经典计算领域之间交互的延迟。

当今没有任何量子计算机可以完全在量子空间中运行。事实上,目前与量子计算系统的交互是通过经典计算机进行的。量子计算工作负载需要一台连接的经典计算机,它将工作负载转换为 QPU 兼容的格式,检索工作负载的结果并以可理解的形式呈现它们。因此,CLOPS 不仅考虑了工作负载实际在量子位级别处理的时间间隔,还考虑了系统在两个系统之间转换和传输信息所需的时间。

对量子计算的统一标准的需求已经有一段时间了。今天,量子计算能力主要被理解为在三个层面发挥作用:规模、质量和速度。规模与任何给定系统中存在的量子比特数有关。质量是指可以执行可用工作的量子比特的比例,通过量子体积表示,IBM 在 2017 年也提出了这一指标。最后,新的“CLOPS”标准对量子系统的速度也有同样的作用。

IBM 的首席量子指数代表 Bob Sutor 说:“如果这三个方面都没有进展,我们就不会拥有实用且有用的量子计算系统。”“你想要一个速度慢、质量差但又大的机器吗?一个没有足够量子位来解决你的问题的高质量系统怎么样?你会使用比竞争对手系统慢数百倍的系统吗?”

IBM 已使用新指标发布了其部分量子计算系统的结果,结果表明对此类性能标准的需求。IBM 的测试涉及多台量子计算机,范围从 5 量子位系统到 64 量子位系统。虽然所有这些都具有相似的量子体积分数,但差异令人惊讶,最大的机器实现了每秒 753 层的 CLOPS 分数,而最小的处理器则为 1,419 层——而延迟是性能差异的核心。

“当人们在没有技术证据支持他们的主张的情况下对未来做出预测时,就会发生炒作,”Sutor 说。“如果没有详细路线图上的里程碑,也没有达到或超过这些里程碑的演示,我们只会夸大其词。(...) 公开发布的指标,如量子比特数、量子体积和现在的 CLOPS 显示了量子系统的真实状态今天。他们还衡量随着时间的推移取得的进展。”

IBM 现在正在寻求成为肯定会成为量子计算新胡萝卜的先行者,这是每个人都将追逐的指标:CLOPS 是量子计算的 FLOPS。随着延迟成为提升量子计算能力的重要指标,IBM 正在认真对待量子经典计算转换层。他们最新的部署之一是 Qiskit Runtime。Quiskit 专注于通过更接近经典系统和量子系统之间的物理距离来减少延迟 - 它已经提供了数量级更高的性能,将模拟称为氢化锂 (LiH) 的小分子行为所需的时间从 45 - 天处理信封减少到九个小时。

“我们相信量子计算机供应商和有权访问它们的人有责任提供 CLOPS 和其他指标,”Sutor 说。“也就是说,我们都需要发布我们的技术成果,以便量子计算的用户和采用者能够做出自己明智的决定。”

 

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