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参照アーキテクチャを発表し、量子コンピューティングを現代のスーパーコンピューティング環境に統合する方法を概説した。

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歩しており、化学や材料科学といった分野ですでに意味のある成果を出している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、大規模な難題の科学問題に取り組む能力は、量子が従来型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、そこでは量子システムと古典システムの間で依然として手動でデータ移動と調整を行う必要がある。

この課題に対処するため、IBMは、オンプレミス環境、研究センター、クラウドプラットフォームにわたって量子プロセッサ（QPUs）をGPUおよび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問題に対して、異なる計算技術が共に機能できるようになる。

このアーキテクチャは、量子ハードウェアと古典側のリソース（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）を組み合わせることで、量子と古典の技術を統一された計算環境に持ち込む。これにより、集中的なワークロードとアルゴリズム開発を支える。

IBMの研究者は、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、既存のハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）環境の中でQPUsをアクセラレータとして統合する。次に、ユーザーからシステムの複雑さを抽象化するミドルウェア対応のヘテロジニアス・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を想定して設計された、完全に共同最適化された量子-古典システムを構築する。

この土台により、IBMは量子と古典の両方にまたがる協調型ワークフローを実現する。

Qiskitを含む統合オーケストレーションとオープンソフトウェアのフレームワークにより、開発者や研究者は慣れ親しんだ開発ツールを通じて量子機能にアクセスでき、化学、材料科学、最適化といった分野への量子コンピューティング応用を拡張するのに役立つ。

「今日の量子プロセッサは、科学問題の中でも最も難しい部分、つまり化学において量子力学によって支配される問題の解き方に、ようやく取り組み始めています」と、IBM ResearchのディレクターでありIBM FellowのJay Gambettaは述べた。

「未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ハイパフォーマンス・コンピューティングと連携して、これまで到達できなかった問題を解きます。IBMは、この未来の計算を現実のものにする技術とシステムを、今日構築しています」と彼は述べた。

                    **開示:** この記事はVivian Nguyenによって編集されました。コンテンツの作成およびレビュー方法の詳細は、Editorial Policyをご覧ください。