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IBM otimiza controles de computação quântica e acelera cargas de trabalho em 120 vezes

Sistemas aprimorados reduziram a quantidade de tempo por execução de trabalho de 1.000 microssegundos para 70 microssegundos

Redação

12/05/2021 às 11h33

computador quântico
Foto:

Legenda: Adobe Stock

A IBM anunciou nesta terça-feira (11) que sua equipe demonstrou uma aceleração de 120 vezes na simulação de moléculas, enquanto buscavam uma aceleração 100 vezes mais rápida. A empresa relaciona o feito a uma série de melhorias, incluindo a capacidade de executar programas quânticos inteiramente na nuvem com Qiskit Runtime.

Blake Johnson e Ismael Faro, pesquisadores da IBM, creditaram a melhora da performance aos sistemas de controle aprimorados que reduziram a quantidade de tempo por execução de trabalho de 1.000 microssegundos para 70; além de outras melhorias no desempenho.

“Melhorias no algoritmo reduziram o número de iterações necessárias para receber uma resposta final em duas a dez vezes. As melhorias no software do sistema foram removidas em torno de 17 segundos por iteração. O desempenho aprimorado do processador levou a uma diminuição de 10 vezes no número de disparos, ou execuções de circuito repetidas, exigidas por cada iteração do algoritmo”, disseram os pesquisadores e postagem do blog da empresa. Além de uma melhor leitura e desempenho de redefinição de qubit, que reduziu a quantidade de tempo por execução de trabalho.

Em 2017, a equipe IBM Quantum simulou o comportamento da molécula de hidreto de lítio com um computador quântico, segundo eles, “uma prévia dos tipos de aplicativos que esperamos que os computadores quânticos enfrentem no futuro”. Esse processo de modelagem levou 45 dias. Hoje esse processo leva nove horas.

Os pesquisadores afirmam que o impulso final veio com a introdução do Qiskit Runtime, um serviço em contêineres para computadores quânticos. “Em vez de acumular latências conforme o código passa entre o dispositivo de um usuário e o computador quântico baseado em nuvem, os desenvolvedores podem executar seu programa no ambiente de execução Qiskit Runtime, onde a nuvem híbrida IBM lida com o trabalho para eles. Novas arquiteturas de software e operadores OpenShift nos permitem maximizar o tempo gasto com computação e minimizar o tempo de espera”, disseram.

Com isso, os pesquisadores esperam que essa aceleração permita que mais desenvolvedores experimentem aplicações quânticas em química e outras finalidades.

"(...) o Qiskit Runtime permitirá que os usuários experimentem nosso novo e poderoso algoritmo de alinhamento do kernel quântico, que procura por um kernel quântico ideal para realizar tarefas de machine learning. Recentemente, usamos esse algoritmo para provar que os computadores quânticos demonstram uma aceleração rigorosa sobre computadores clássicos para machine learning supervisionado", pontuam.

O Qiskit Runtime está em beta para membros da IBM Quantum Network. Outros marcos no roadmap quântico da IBM incluem um dispositivo IBM Quantum Eagle de 127 qubit, previsto para este ano, e o dispositivo Condor de 1.121 qubit, planejado para 2023.

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