IBMは業界初の量子中心のスーパーコンピューティングアーキテクチャを発表

IBM は、量子中心のスーパーコンピューティングに関する最初の公開リファレンスアーキテクチャを発表し、量子コンピューティングを最新のスーパーコンピューティング環境に統合する方法を示した。

量子コンピュータは、複雑な量子システムの有用なシミュレーションに向けて進展しており、化学や材料科学といった分野で、すでに意味のある結果をもたらす新しいハイブリッドアルゴリズムが登場している。

しかし、大規模な科学課題に取り組む能力は、量子が古典のスーパーコンピューティング基盤から切り離されていることによって依然として制約されており、古典と量子のシステム間の手動によるデータ移動と調整が必要となる。

この課題に対処するため、IBM は、オンプレミス、研究拠点、クラウドの各プラットフォームにわたって量子プロセッサ（QPU）を GPU と CPU と統合する、量子中心のスーパーコンピューティングのブループリントを提案している。これにより、個々のシステムでは到達できない課題に対して、異なる計算技術が連携して取り組めるようになる。

このアーキテクチャは、量子ハードウェアと、CPU および GPU クラスタ、高速ネットワーキング、共有ストレージなどの古典資源を組み合わせることで、量子技術と古典技術を統合された計算環境へと持ち込む。これにより、高負荷なワークロードとアルゴリズム開発を支える。

IBM の科学者は、このモデルに向けた 3 段階のロードマップを示している。まず、既存の高性能計算（HPC）環境の中でアクセラレータとして QPU を統合する。次に、システムの複雑さをユーザーから抽象化するミドルウェア対応の異種プラットフォームを開発する。そして最終的に、エンドツーエンドのワークフロー向けに設計された、完全に共同最適化された量子・古典システムを作り上げる。

この土台のもとで、IBM は量子計算と古典計算の両方にまたがる協調されたワークフローを実現する。

統合されたオーケストレーションと、Qiskit を含むオープンなソフトウェアフレームワークにより、開発者や科学者は、なじみのある開発ツールを通じて量子機能にアクセスできるようになり、量子コンピューティングの応用を、化学、材料科学、最適化といった分野へと拡張することに役立つ。

「今日の量子プロセッサは、化学における量子力学によって支配される、科学課題の最も難しい部分に取り組み始めています」と、IBM リサーチおよび IBM フェローのディレクターである Jay Gambetta は述べた。

「将来は量子中心のスーパーコンピューティングにあります。そこでは量子プロセッサが、古典の高性能計算と連携して、これまで到達できなかった課題を解決します。IBM は、この未来の計算を今日、現実のものとしてもたらす技術とシステムを構築しています」と彼は述べた。

                    **開示:** この記事は Vivian Nguyen により編集されました。コンテンツの作成およびレビュー方法について詳しくは、Editorial Policy をご覧ください。