Dr. Simone Severini:AWS量子計算的十大重點

量子電腦(Quantum Computing)是近年來備受矚目的科技焦點之一,包括IBM、Google、亞馬遜(Amazon)等大型科技企業皆爭相投入資源,積極佈局研發,以便搶得先機。月前,Amazon旗下AWS雲端服務平台才宣布,正式啟用美國加州的新量子計算中心,用作研發更具規模及精準的量子電腦。

鴻海研究院於12月12日舉辦的「NExT Forum」中,便邀請到現任Quantum Computing at Amazon Web Services (AWS) Director,Dr. Simone Severini,介紹AWS對量子計算的願景,以及以自身經驗,來談十件關於AWS Quantum Computing最重要的事。

1. 我們懷抱一個長遠的目標

量子科技充滿著令人振奮的應用,以及改變世界的計算能力。然而,我們也必須認知到它充滿著不確定性。因此,若要在量子產業界達到領先的地位,勢必需要許多跨領域的合作,以及中長時間的規劃。不能讓一時的熱情,蒙蔽了對量子計算現有問題的認知。

2.  如何運用量子計算?

量子產業的潛在客群相當龐大,並涵蓋許多不同的應用場景。有一些使用者需要將其運用在科學研究,並對量子硬體有底層的控制。另一些使用者,或許只是希望量子計算可以提供企業優勢,而AWS認知到這點,著手為不同的應用場景,設計最適合的解決方案。

3. AWS在建造什麼呢?

AWS希望打造一個全雲端的量子解決方案。由於量子計算的特殊性(硬體不易維護與取得),因此雲端服務將會是量子計算的主要舞台,Amazon希望透過其在雲端計算的領先地位,打造一個讓使用者易於使用,取得量子計算優勢的平台。

4. AWS Quantum藍圖中的核心元件:Amazon Braket

Amazon Braket是AWS Quantum藍圖中的核心元件。它能讓所有的使用者,即使底層的量子硬體不同,都能有著一樣便利的開發體驗。目前它支援了三種不同的高效率量子電腦模擬器,以及不同的量子硬體。為量子電腦研究人員提供了完整的開發環境。

5. Amazon Braket支援哪些量子硬體?

Amazon Braket實際支援哪些量子硬體呢?目前有三種不同的量子硬體可供客戶選擇,分別是D-Wave公司的量子退火器(Quantum Annealer),IonQ公司的離子阱量子電腦,以及Rigetti公司的超導量子電腦。不同的硬體,提供了研究者自由選擇對欲解決的問題最合適的科技,而Amazon Braket也將與更多量子硬體平台合作,提供給客戶使用。

6. 古典/量子混合式計算

由於現在的量子硬體仍有相當的限制,因此目前許多量子計算應用主要是採取古典/量子混合式的計算。而在Amazon Braket中,平台也提供了諸多工具供這樣計算方式使用,讓使用者可以很快速的部屬以及監測程式的運作,或是根據自己的問題制定客製化的混合式計算策略。

7. Amazon Braket上的新創應用

目前已有許多知名的新創公司運用Amazon Braket,對各式各樣的科學,工業界問題提出解決方案。例如,Qu&Co推出的Quantum Computing Backend for Chemistry(QUBEC),是以Amazon Braket為核心的分子及材料模擬平台。QCWARE推出的Forge,則是以量子計算為基底的資料科學平台,應用包括了組合優化問題,機器學習,以及蒙地卡羅方法。

8. Amazon Quantum Solution Lab

Amazon Quantum Solution Lab則是Amazon量子願景的另一個關鍵。它是與專業學術團隊合作的顧問協作平台,可以幫助客戶辨識出在他們遇到的問題中,量子計算可以提供的關鍵優勢,協助客戶快速掌握量子計算的潛力。

9. 全球量子計畫合作

AWS Quantum也積極的和全世界的官方學術研究計畫展開大規模的合作。例如:新加坡的量子工程國家級計畫,義大利的國立核子物理研究所,以及美國國家科學基金會。希望透過國際間的合作,加速量子革新的腳步。

10. 量子硬體計畫

最後,除了多元的軟體服務之外,Amazon也同樣積極的開發自家的量子硬體。除了現今NISQ裝置原型機的製作之外,最終目標將會放在建造容錯量子電腦。透過嶄新的量子位元設計,Amazon近期已成功在量子位元的相干時間(Coherence time)方面,達成顯著的進步。(本文撰稿者:孫欣)

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