罗格斯大学:量子计算(QC)研讨会在罗德岛州召开

量子力学的梦 2024-08-12 03:01:06

7 月 22 日,PEARC24在罗德岛州普罗维登斯召开了首届广泛可访问的量子计算 (QC) 研讨会。在NCSA的Bruno Abreu和QuEra的Tomasso Macri的带领下,30+参与者包括量子化学家,系统管理员,软件开发人员,研究计算促进者,学生和其他希望更好地了解QC及其应用的现状和前景的人。

研讨会的重点是将量子技术集成到传统的研究计算程序和设施中如何使更广泛的社区受益。

“人们一致认为,量子计算机将是非常专业的机器,将为特定的计算问题提供多种优势,”Abreu说。

“总的来说,无法想象一个应用程序能够解决一个完全在量子计算机中运行的具有重大科学和社会影响的问题。更有可能的情况是,我们拥有混合应用程序,这些应用程序将量子信息处理与传统计算资源(如 CPU、GPU、FPGA 和并行文件系统)结合使用。

“因此,连接先进的网络基础设施和 QC 社区是 QC 和 HPC 进步的关键努力。开始弥合差距是我们希望从这次研讨会中得到的,而PEARC是实现这一目标的绝佳平台。

通过小组讨论和案例研究,研讨会围绕如何使质量控制更易于获得。罗格斯大学计算机科学助理教授、主讲人黄一鹏(Yipeng Huang)解释了量子计算的现状,以及一些潜在的应用,如分解和搜索优化,如何使金融、工业和物流部门受益。

然而,量子计算存在的问题之一是量子态是脆弱的,容易受到几种类型的噪声的影响。解决该噪声的纠错码可能非常昂贵,并且需要将传统计算与量子信息处理相结合。

尽管随着量子计算系统进入量子纠错时代,仿真将继续发挥关键且日益增长的作用,但研究人员将需要获得更强大的模拟工具。

那么,我们将如何继续取得进展,因为如果你不知道你不知道什么,量子就是一个非常大的问题?一句话,人。

黄仁勋谈到了罗格斯大学在考虑质量控制劳动力发展方面所做的工作,包括他创建了一个以量子为重点的课程。然而,他说,在R1机构之外,很少有QC项目。除了这个问题之外,黄仁勋说,培养一支强大的量子计算劳动力确实需要从小学早期阶段开始参与,一直到研究生院。

最终的软件是人。

在小组讨论中,谈话转向了能源消耗,重点是量子技术的变革力量。NVIDIA的小组成员Nicholas Harrigan指出,量子计算机必须有一台超级计算机与其并运行,而NVIDIA运行着世界上最节能的超级计算机。

来自IBM的小组成员Travis Scholten指出,仅根据单个数字指标(如能源消耗)来评估量子计算机的有用性还为时过早,他打趣说“量子优势在旁观者的眼中”,并指出在当前的计算工作流程中,总是要权衡速度、准确性、能量和无数其他因素。

Harrigan对此表示同意,他说你必须衡量影响与成本,比如能源消耗。例如,他说,量子技术更擅长计算密集型问题,而不是数据密集型问题,因此这些设备应该被视为具有巨大影响力的创新工具,而不是广泛的数据处理中心。

回到人类在推进量子计算中的重要性,Harrigan 和 Scholten 都认为伙伴关系至关重要;例如,如果没有合作,QC 开发人员将无法了解特定域的需求。

当天的最后一场小组讨论提出了一个问题:“我们需要什么才能使量子资源变得有用和广泛可及?同样,答案似乎基本上是“人”。

Classiq的埃里克·加塞尔(Erik Garcell)表示,能够使用量子计算的人越多,量子计算就越有用。小组成员、QuEra 联合创始人 Nate Gemelke 补充说:“最终的软件是人”,他说加速量子教育是真正的挑战。他说,很难确定“有用和广泛的访问”有多远——可能需要五年,也可能是25年。但显然,让人们适应量子计算是进步的关键。

Gemelke表示,在思考经典计算的发展方式时,可能存在太多的偏见,以至于它扼杀了量子计算的发展,增加了引入新思想家在该领域“发挥作用”的需求,而不必担心成本或直接结果。

加塞尔对此表示同意,并指出量子对很多人来说是一个可怕的概念,我们需要让它更友好,特别是对年轻学生来说。Gemelke 回应了在 QC 早期开始学生的想法,甚至引用了《婴儿量子计算》(Sourcebooks Explore)一书,他说如果你能教最年轻的头脑什么是量子比特,他们可能会以不同的方式应对这些挑战。

“量子对人类来说是一个重要的实验,”Gemelke说。“我相信我们都会为我们所取得的成就感到谦卑。”

Abreu总结说,虽然衡量第一次研讨会迭代的适当内容和受众总是具有挑战性,但组织者很高兴看到这样一群积极参与的人,他们不仅对通过全天的许多会议了解QC感兴趣,而且还提出了深思熟虑的评论和问题。

他说:“我认为我们在学术界和工业界人士之间取得了很好的平衡,这与使质量控制易于访问的总体主题产生了共鸣,因为正如研讨会期间所指出的那样,合作至关重要。

“我们收到的反馈非常积极,我们非常期待再次组织这次活动PEARC25。质量控制领域的发展速度非常快,我们相信将取得很大进展,以使下一次迭代充满新内容。我们肯定需要一个更大的房间。

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