Intel: Interview en ervaringen
Hardware Info kreeg ook de kans om te spreken met Anne Matsuura. Dr. Matsuura is de Director of Quantum Applications and Architecture bij Intel Labs. Intel heeft als doel om een volledige stack aan quantumprocessors, klassieke bedienings- en verwerkingsprocessors en software aan te bieden. De Quantum SDK biedt ontwikkelaars de mogelijkheid om vast te wennen aan het ecosysteem, en wordt ook al gebruikt door universiteiten.
De sdk maakt het mogelijk code te schrijven voor quantumcomputers voordat deze beschikbaar zijn. Op dit moment is toegang quantumrekenkracht nog erg schaars en zou het zonde zijn om code te ontwikkelen op de quantumcomputer zelf. Daarbij komt nog dat ze van nature ruis bevatten en de resultaten daardoor niet direct heel nauwkeurig hoeven te zijn. Door code vooraf te verifiëren in een gecontroleerde omgeving, waarbij de ruis tot op een bepaald niveau enigszins kan worden nagebootst, kunnen deze uitdagingen op een kosteneffectieve manier worden overwonnen.
Voor een praktisch inzetbare quantumcomputer met foutcorrectie en voldoende nauwkeurigheid is naar schatting een miljoen qubits nodig. Bij het ontwikkelen van de hardware bewijst de simulatie ook zijn nut. Door opdrachten uit te voeren op processors met verschillende lay-outs is gebleken dat een ladder-patroon bijna net zo krachtig is als een volledig grid. Een volledig onderling verbonden raster van qubits is echter veel moeilijker te produceren, en daardoor duurder.
Ervaring van Elizabeth Iwasawa van Leidos
Leidos is een Amerikaans bedrijf dat hoofdzakelijk geclassificeerde technologie aan de overheid van de VS levert, op het gebied van defensie, inlichtingen, luchtvaart en biomedisch onderzoek. Dr. Elizabeth Iwasawa is Quantum Technology Lead and Research Scientist bij het Leidos Innovation Center dat de bètaversie van de Quantum SDK heeft getest. Er waren drie toepassingen die specifiek worden benoemd:
- Quantum-machinelearning gebruikt de mogelijkheid van quantumprocessors om enorm veel verschillende opties tegelijk te berekenen. Gekoppeld met klassieke methoden maakt dit het mogelijk om sneller modellen te trainen, met minder data.
- Het Ising-model is een wiskundige weergave in een rooster met punten die elk twee spinwaarden kunnen hebben. Dit kan worden toegepast in het onderzoek naar magnetisme en metaallegeringen, en lattice gas automata waarmee vloeistofstromen kunnen worden gesimuleerd.
- Thermofield Double States zijn unieke, verstrengelde quantumtoestanden die worden gebruikt voor het simuleren van zwarte gaten en wormholes.
Tijdens het gebruik van de sdk werkte Leidos ook aan nieuwe functionaliteit die werd gemist. Zo is PyTorch-integratie toegevoegd, net als ondersteuning voor het dynamisch aanmaken van gates. Verder werd gewerkt aan een quantumgebaseerde Mnist-handschriftherkenner en het implementeren van het Sachdev-Ye-Kitaev-model. Dit model kan verschillende stoffen modelleren die quantumeffecten vertonen.
Hoewel de natuurkunde-studenten die stage lopen bij Leidos gewend waren aan het eenvoudigere Python, werd de fijnmazigere controle van C++ gewaardeerd bij het bouwen van quantumprogramma’s. De api zorgt ervoor dat quantumcode op dezelfde manier als klassieke software kan worden gebouwd, waardoor kennis op basis van eerdere ervaring direct kan worden toegepast.
