Автор: Бахмат М.
Оцінка продуктивності та можливостей квантових комп’ютерів необхідна для розуміння їхнього прогресу, порівняння різних систем і визначення їхнього потенціалу для вирішення реальних завдань. Проте бенчмаркінг квантових систем становить унікальні виклики порівняно з класичними комп’ютерами.
Проблеми бенчмаркінгу
Традиційні бенчмарки, орієнтовані на апаратні обмеження, дають обмежене уявлення про продуктивність у реальних застосуваннях. Поточний підхід часто не здатний чітко продемонструвати бізнес-цінність для керівників, які не мають глибоких знань у квантовій сфері. Потрібні бенчмарки, які оцінюють увесь квантовий стек, включаючи взаємодію апаратного забезпечення, програмного забезпечення та хмарних сервісів. Також бенчмарки мають бути пов’язані з продуктивністю застосунків і представлені у форматі, зрозумілому в реальному контексті.
Пропоновані підходи до бенчмаркінгу
Експерти галузі пропонують створення бенчмарків, заснованих на застосунках і незалежних від конкретних постачальників квантових стеків. Такі бенчмарки повинні використовувати:
- Стандартизовані метрики, які враховують приховані витрати між квантовими та класичними рівнями.
- Набори даних, засновані на реальних сценаріях використання в різних галузях.
- Відтворювані методи бенчмаркінгу.
- Результати, зрозумілі для бізнес-керівників із мінімальними або нульовими знаннями про квантові технології.
Ключові метрики для бенчмаркінгу можуть включати:
- Зручність використання: Оцінка простоти навчання, виразності (діапазону вирішуваних завдань), рівня модуляції (упаковки підпрограм) і прозорості (документації).
- Час виконання: Час, необхідний для виконання алгоритму, включно з повторами.
- Час до рішення (TTS): Метрика, що враховує етапи відображення, вирішення та обробки результату.
- Валідність і ефективність: Оцінка відповідності рішення обмеженням і його ефективності.
- Вартість: Фінансові витрати на задачу або енергетичні витрати.
Поточна ситуація та перспективи
Бенчмаркінг апаратного забезпечення нині підкреслює інженерні виклики у створенні повнофункціональних, відмовостійких квантових комп’ютерів на основі різних технологій кубітів. Компанії повідомляють про кількість фізичних кубітів, але досягнення надійних логічних кубітів залишається критично важливим наступним кроком.
IBM поставила завдання, такі як виклик 100×100, метою якого є демонстрація здатності обчислювати неупереджені спостережувані величини для схем із 100 кубітами та глибиною операцій у 100 гейтів за розумний час до 2024 року. Вони впевнені, що це досяжно з процесорами, такими як Heron, за умови дотримання певних порогів помилок. Такі системи зможуть виконувати схеми, складність яких перевищує можливості найкращих класичних комп’ютерів на сьогодні.
Ефективний бенчмаркінг, який виходить за межі суто технічних метрик і фокусується на продуктивності в практичних застосуваннях, має вирішальне значення для зрілості галузі та для допомоги бізнесу у використанні квантових технологій.
