IBM giới thiệu kiến trúc siêu máy tính tập trung vào lượng tử đầu tiên trong ngành

IBM đã công bố kiến trúc tham chiếu đầu tiên đã được xuất bản cho siêu máy tính tập trung vào lượng tử, nêu rõ cách điện toán lượng tử có thể được tích hợp vào các môi trường siêu máy tính hiện đại.

Các máy tính lượng tử đang tiến gần hơn đến việc thực hiện các mô phỏng hữu ích cho các hệ lượng tử phức tạp, với các thuật toán lai mới nổi đã mang lại kết quả có ý nghĩa trong các lĩnh vực như hóa học và khoa học vật liệu.

Tuy nhiên, khả năng của chúng trong việc giải quyết các bài toán khoa học mang tính thách thức lớn vẫn bị giới hạn bởi sự tách biệt của chúng khỏi hạ tầng siêu máy tính truyền thống, nơi vẫn đòi hỏi việc di chuyển dữ liệu thủ công và phối hợp giữa các hệ thống lượng tử và cổ điển.

Để giải quyết thách thức này, IBM đề xuất một bản thiết kế siêu máy tính tập trung vào lượng tử tích hợp các bộ xử lý lượng tử (QPU) với GPU và CPU trên các hệ thống triển khai tại chỗ, các trung tâm nghiên cứu và các nền tảng đám mây, cho phép các công nghệ tính toán khác nhau cùng làm việc để giải quyết các bài toán vượt ra khỏi khả năng của từng hệ thống riêng lẻ.

Kiến trúc đưa công nghệ lượng tử và công nghệ cổ điển vào một môi trường tính toán thống nhất bằng cách kết hợp phần cứng lượng tử với các tài nguyên cổ điển, bao gồm các cụm CPU và GPU, mạng tốc độ cao và bộ nhớ dùng chung, nhằm hỗ trợ các tác vụ chuyên sâu và phát triển thuật toán.

Các nhà khoa học của IBM đưa ra lộ trình theo ba giai đoạn hướng tới mô hình này: đầu tiên, tích hợp QPU như các bộ tăng tốc trong các môi trường điện toán hiệu năng cao (HPC) hiện có; sau đó, phát triển các nền tảng dị thể có hỗ trợ middleware giúp trừu tượng hóa độ phức tạp của hệ thống khỏi người dùng; và cuối cùng, tạo ra các hệ thống lượng tử–cổ điển được tối ưu hóa đồng thời hoàn toàn, được thiết kế cho các quy trình làm việc từ đầu đến cuối.

Với nền tảng này, IBM cho phép các quy trình làm việc được phối hợp trải rộng trên cả điện toán lượng tử và điện toán cổ điển.

Thông qua công tác điều phối tích hợp và các khung phần mềm mã nguồn mở, bao gồm Qiskit, các nhà phát triển và nhà khoa học có thể tiếp cận các năng lực lượng tử thông qua các công cụ phát triển quen thuộc, giúp mở rộng các ứng dụng của điện toán lượng tử sang các lĩnh vực như hóa học, khoa học vật liệu và tối ưu hóa.

“Các bộ xử lý lượng tử ngày nay bắt đầu giải quyết những phần khó nhất của các bài toán khoa học—những bài toán được chi phối bởi cơ học lượng tử trong hóa học,” Jay Gambetta, Giám đốc IBM Research và IBM Fellow, cho biết.

“Tương lai nằm ở siêu máy tính tập trung vào lượng tử, nơi các bộ xử lý lượng tử phối hợp với điện toán hiệu năng cao cổ điển để giải quyết những bài toán trước đây nằm ngoài tầm với. IBM đang xây dựng công nghệ và các hệ thống để đưa tương lai của điện toán thành hiện thực ngay hôm nay,” ông khẳng định.

                    **Công bố:** Bài viết này đã được chỉnh sửa bởi Vivian Nguyen. Để biết thêm thông tin về cách chúng tôi tạo và rà soát nội dung, hãy xem Chính sách Biên tập của chúng tôi.