IBM推出行业首个以量子为中心的超级计算架构

IBM 已发布首个量子核心超级计算的公开参考架构，概述了如何将量子计算集成到现代超级计算环境中。

量子计算机正在朝着对复杂量子系统进行有用仿真的方向迈进，涌现出的混合算法已经在化学和材料科学等领域带来了有意义的结果。

然而，要应对重大的科学挑战问题，它们的能力仍受到限制，原因在于量子计算与经典超级计算基础设施之间的分离：这仍需要在量子与经典系统之间进行手动的数据传输和协调。

为了解决这一挑战，IBM 提出了一套以量子为中心的超级计算蓝图，将量子处理器（QPUs）与现场系统、研究中心和云平台中的 GPU 与 CPU 集成在一起，使不同计算技术能够协同解决超出单个系统能力范围的问题。

该架构通过将量子硬件与经典资源相结合，将量子技术与经典技术带入统一的计算环境，包括 CPU 和 GPU 集群、高速网络以及共享存储，以支持高强度工作负载与算法开发。

IBM 科学家提出了通往该模型的三阶段路线图：首先，在现有高性能计算（HPC）环境中将 QPUs 作为加速器进行集成；随后开发具备中间件能力的异构平台，将系统复杂性从用户端抽象出来；最终，创建完全协同优化的量子-经典系统，以面向端到端工作流的方式设计。

在这一基础上，IBM 实现覆盖量子与经典计算的协同工作流。

集成式编排与开放的软件框架（包括 Qiskit）使开发者和科学家能够通过熟悉的开发工具访问量子能力，从而帮助将量子计算应用拓展到化学、材料科学和优化等领域。

“当今的量子处理器正在开始攻克科学问题中最艰难的部分——那些在化学中由量子力学所支配的问题，”IBM 研究院主任、IBM 院士 Jay Gambetta 表示。

“未来在于以量子为中心的超级计算：量子处理器与经典高性能计算协同工作，去解决此前难以触及的问题。IBM 正在建设将这一计算未来变为现实的技术与系统，今天就把它带到现实中，”他补充道。

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