IBM i AMD povezuju kvantno i klasično računalstvo

IBM je u suradnji s centrom Quantum Science Center (QSC), koji financira američko Ministarstvo energetike i djeluje uz Oak Ridge National Laboratory (ORNL), te AMD-om predstavio platformu za zajednički razvoj kvantnog ispravljanja pogrešaka. Sustav povezuje kvantno računalo s visokoučinkovitim klasičnim računalstvom kako bi se ubrzao razvoj metoda potrebnih za pouzdanije kvantne izračune.

Posljednjih godina istraživači su ostvarili napredak u zaštiti kvantnih informacija od šuma i pogrešaka te u eksperimentima koji pokazuju određene prednosti kvantnog računanja. Ipak, jedan od najvećih izazova ostaje povećanje tih mogućnosti na sustave koji mogu izvoditi mnogo složenije i dugotrajnije računske zadatke.

Početna implementacija povezuje IBM-ov kvantni hardver s procesorom Nighthawk koji ima 120 kubita i sustav Umbra u laboratoriju Oak Ridge. Umbra koristi grafičke akceleratore AMD Instinct MI355X te procesore EPYC pete generacije. Klasični računalni dio pruža snagu za istraživanje algoritama dekodiranja, orkestraciju sustava i obradu podataka koji nastaju tijekom kvantnih eksperimenata.

Platforma omogućuje ispitivanje različitih pristupa kvantnom ispravljanju pogrešaka i određivanje koliko svaki od njih zahtijeva kubita, vremena i klasičnih računalnih resursa. Time se može otkriti kada ubrzanje pomoću GPU-a donosi najveće koristi.

Projekt je povezan sa širim istraživačkim ciljevima američke inicijative Quantum Genesis Mission. U njezinu okviru spominje se cilj izgradnje sustava sa 100 logičkih kubita koji mogu izvršiti 100.000 operacija do kraja 2028. IBM je dosad opisao eksperimente s do 70 logičkih kubita i 438 operacija. Preostali jaz ukazuje na potrebu za približno 230 puta većim brojem složenih operacija.

Nighthawkova povezanost kubita, brzina izvođenja sklopova i mogućnost upravljanja impulsima u stvarnom vremenu omogućuju detaljnu analizu pogrešaka. IBM-ov Quantum System API istraživačima pruža pristup mjerenjima i upravljanju hardverom na razini impulsa, uključujući provjeru izvršavanja, prilagodbu vremena signala i reakcije tijekom izračuna. Planirano povezivanje s Oak Ridge Leadership Computing Facilityjem trebalo bi otvoriti mogućnost zajedničkog razvoja kvantnih, AI i superračunalnih sustava.