IBM zavádí výkonnostní standard CLOPS pro kvantové počítače

Jedná se o Circuit Layer Operations per Second (CLOPS), v nichž se bude měřit výkon QPU, čili Quantum Processing Unit. V CLOPS se tak bude měřit počet tzv. Quantum Circuit za sekundu, čili soubor celých výpočetních rutin skládajících se z logických kvantových operací a současně z klasických výpočetních operací. V potaz se tu přitom nebere jen sama rychlost, jíž je úloha zpracovávána, ale také latence při komunikaci mezi světem kvantového a klasického zpracovávání dat. 

 

 

Jde totiž o to, že žádný dnešní kvantový počítač není jen čistě kvantový. Potřebuje také klasický počítač, který jej obsluhuje a překládá pro něj data do formátu zpracovatelného pomocí QPU a naopak zase sám zpracovává výsledky a překládá je do použitelné podoby. Je tak logické, aby byl v rámci CLOPS hodnocen systém jako celek a ne pouze jeho kvantová část. 

 

Na systému hodnocení výkonu kvantových počítačů se přitom pracuje už dlouho a také probíhaly sáhodlouhé debaty, jak k tomuto problému přistupovat. Aktuálně se pro čistě kvantové systémy používají tři měřítka, a sice velikost daná zpravidla počtem qubitů, dále kvalita daná počtem či podílem qubitů, které jsou skutečně schopny odvádět užitečnou práci (rovněž Quantum Volume - QV) a nakonec je tu rychlost, a pod tou se skrývají právě nové CLOPS. 

 

Bob Sutor z IBM přitom uvádí, že kvantové počítače musí být zlepšovány ve všech třech těchto ohledech, aby se jejich svět dokázal posunout kupředu směrem k opravdu použitelným kvantovým výpočetním systémům. Samo IBM tak nyní začíná své systémy hodnotit s využitím nového systému a v případě CLOPS došlo k závěru, že právě největší a nejsložitější kvantové počítače, které mají nejvíce qubitů a největší QV, dosahují naopak nejnižších hodnot CLOPS. Jde konkrétně třeba o 753 CLOPS oproti 1419 CLOPS ve prospěch nejmenšího testovaného kvantového procesoru a za tím stojí prostá věc: vysoké latence velkých strojů. 

 

Nová metrika tak má dle IBM zajistit v kvantovém světě něco podobného jako FLOPS v případě klasických počítačů (CPU, GPU), čili IBM doufá, že si firmy CLOPS osvojí a své budoucí systémy budou vyvíjet právě tak, aby byly výkonné i z tohoto hlediska. Samo IBM tu jde příkladem a nově přišlo s Qiskit Runtime, který má za úkol právě snižovat latence mezi klasickou a kvantovou částí systému, což je zajištěno konkrétně i výrazným zkrácením fyzické vzdálenosti mezi nimi. Ve výsledku se díky tomu i zkrátily výpočty simulace chování molekuly LiH ze 45 dní na 9 hodin. 

 

Zdroj: THW