现代计算革命是由中央处理器(CPU)的发展所推动的，随着时间的推移，中央处理器变得越来越小，越来越复杂。这种演变最终导致了微处理器的出现，它是今天CPU的主要形式。在此过程中，出现了更专业的芯片——图形处理单元(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)。每一种专用芯片都加速和改进了不同维度的处理性能，并开启了计算方面的新能力。

 

随着量子技术的出现，我们已经准备好进入计算能力的下一个进化阶段。无极IV荣耀招商

 

每一种新的计算选项都促进了计算的杂交。不再简单地将作业发送到CPU，我们现在可以跨一系列外来设备进行计算，每一种设备都独一无二地适合解决一组特定的问题。

 

计算选项的激增增加了计算环境的总体复杂性。这种复杂性带来了两个挑战。首先，创建稳定和可伸缩的架构以促进需要多设备计算的作业的执行是一个设计上的挑战

 

其次，存在以高效、优化和可重复的方式实际运行这些作业的挑战。换句话说，我们不仅必须设计多设备架构，而且还需要协调跨它们的计算。无极IV荣耀招商

 

以这种方式思考事物，可以让我们快速理解量子堆栈的原因。量子堆栈是一个包含量子计算设备的堆栈——已经被混合在一起了。

 

堆栈的架构必须包括经典和量子计算设备的结合。即使在今天的单一量子算法中，计算也是在经典和量子处理器之间共享的。

 

量子堆栈的结构反映了这种复杂性。

 

就像访问其他架构中的高性能gpu或HPC资源一样，现在和将来访问量子设备都是很遥远的，这使得这种复杂性更加复杂。

 

与此同时，为了保护他们不断发展的IP，试验量子能力的组织也将严重依赖他们自己的本地和私有云资产。

 

量子硬件和软件继续发展。

 

因为量子硬件和软件都在不断发展，所以量子堆栈的架构及其组件的编排必须允许一定级别的“交换能力”。

 

也就是说，量子架构必须促进一定程度的灵活性，使组织能够试验新技术和新的编排方法，而不局限于任何一种解决方案。在设计量子相关技术时，对互操作性的强调预期了这种持续的适应性需求。

 

量子堆栈的混合特性

 

除了描述混合量子结构的一些独特特性外，我们还希望弄清楚一些事情。首先，量子堆栈的混合特性反映了我们在涉及一系列奇异计算设备的架构中所看到的更广泛的混合趋势。

其次，量子器件和所有经典器件之间的内在差异意味着我们不应该认为量子可以取代经典器件。相反，我们应该把量子设备看作是解决它们自身问题的工具。

 

 

最后，混合架构中固有的复杂性要求编制工具能够简化和优化它们的性能。

 

经典vs量子:相对优势

 

经典器件和量子器件的相对优势至少部分地反映了它们的相对成熟程度。最早的机械计算设备可以追溯到19世纪中期，第一台可编程计算机出现在20世纪30年代中期。从那时起，经典的计算机就一直在以摩尔定律的速度发展。今天，它们可以执行一系列令人难以置信的功能，包括量子器件的模拟。

 

20世纪的量子计算

 

另一方面，量子计算完全是20世纪的产物。量子物理学的理论在20世纪20年代才结合起来，而理查德·费曼直到1982年才提出量子计算装置的基本想法。也就是说，量子处理技术正在接近一个临界点，在某些情况下，它将很快超越经典设备。

 

量子装置——指数级的更强大

 

随着量子设备的不断改进，在某些任务中，它们将变得比最先进的经典设备更强大。其原因在于量子计算本身的基本前提。

 

经典器件所依赖的二进制位可以是1或0，而量子器件所依赖的量子位可以同时以两种状态的线性组合存在。