IBM推出用于量子计算的新性能标准“CLOPS”

企业动态 量科网 2021-11-04 15:55

IBM已经完成了为量子计算创建新性能标准的挑战。新的指标侧重于每秒电路层操作数(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。

IBM推出用于量子计算的新性能标准“CLOPS”

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,用于检索工作负载的结果并以可理解的形式呈现它们。因此,CLOPS指标不仅考虑了工作负载实际在量子比特上处理的时间间隔,还考虑了在量子和经典两个系统间转换和传输信息所需的时间。

人们对量子计算性能的统一标准的需求已经有一段时间了。今天,量子计算的能力主要被理解为在三个层面上发挥的作用: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量有关。质量是指可以执行可用工作的量子比特的比例,以量子体积(QV)来表示,IBM在2017年提出了这一指标。最后,新提出的“CLOPS”标准对量子系统的速度也有同样的作用。

IBM的首席量子指数管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?一个没有足够量子比特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已使用新指标公布了其部分量子计算系统的得分结果,结果表明有对此类性能指标的需求。IBM的测试涉及范围从5量子比特到64量子比特系统的多台量子计算机。虽然这些系统都具有相近的量子体积分数,但CLOPS的差异令人惊讶,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1419层,延迟是导致出现性能差异的核心。

Sutor说:“当人们在没有技术证据支持他们主张的情况下去预测未来时,炒作就会发生。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,我们就会夸大其词...公开发布的指标,如量子比特数、量子体积和现在的CLOPS,它们显示了今天量子系统的真实状态,还将衡量随着时间的推移而取得的进展。”

这是每个人都将追逐的指标,CLOPS就是量子计算的FLOPS(即“每秒浮点运算次数”)。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。他们最新的举措之一是部署Qiskit Runtime服务。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。它已经提供了更高数量级的性能,能将模拟称为氢化锂(LiH)小分子行为所需的处理时间从45天缩短到9小时。

Sutor说:“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。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。”(编译:Qtech)