IBM推出行业首个以量子为中心的超级计算架构

IBM 已经发布了首个公开的以量子计算为中心的超级计算参考架构，概述了如何将量子计算集成到现代超级计算环境中。

量子计算机正朝着对复杂量子系统进行有用仿真的方向发展，已经涌现的混合算法正在多个领域（如化学和材料科学）中交付有意义的结果。

然而，它们在应对宏大挑战型科学问题方面的能力仍受到限制，这主要源于它们与经典超级计算基础设施的分离：目前仍需要在量子系统与经典系统之间进行手动数据传输与协调。

为了解决这一挑战，IBM 提出了一套以量子计算为中心的超级计算蓝图，将量子处理器（QPUs）与 GPU 和 CPU 集成到本地系统、研究中心以及云平台中，使不同计算技术能够在单个系统难以覆盖的问题上协同工作。

该架构通过将量子硬件与经典资源相结合（包括 CPU 和 GPU 集群、高速网络以及共享存储），把量子与经典技术带入同一个统一计算环境，以支持高强度工作负载与算法开发。

IBM 科学家概述了通往该模式的三阶段路线图：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，开发具备中间件支持的异构平台，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，面向端到端工作流。

在这一基础上，IBM 使横跨量子与经典计算的协同工作流成为可能。

集成式编排与开放软件框架（包括 Qiskit）使开发者与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扩展到诸如化学、材料科学和优化等领域。

“今天的量子处理器正在开始攻克科学问题中最艰难的部分——即由化学中的量子力学所支配的那些部分，”IBM 研究院院长、IBM Fellow 杰伊·甘博塔（Jay Gambetta）表示。

“未来在于以量子计算为中心的超级计算：量子处理器与经典高性能计算共同协作，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，”他补充道。

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