Как сообщается, IBM и японская национальная исследовательская лаборатория RIKEN представили первую систему IBM Quantum System Two, установленную за пределами США и интегрированную непосредственно с Fugaku — флагманским суперкомпьютером страны. Западными экспертами это оценивается как важный шаг на пути к “квантово-ориентированным суперкомпьютерам”, где квантовые и классические системы работают сообща для решения задач, которые ни одна из них не смогла бы решить в одиночку.
Подчеркивается, что система, запущенная в Кобе, оснащена 156-кубитным процессором IBM Heron, который на сегодняшний день считается самым производительным квантовым чипом компании. Его качество и скорость в 10 раз выше, чем у 127-кубитного IBM Quantum Eagle предыдущего поколения. Благодаря значительно более низкому уровню ошибок и в 10 раз большему быстродействию схемы, чем у своего предшественника, Heron теперь способен работать со схемами, выходящими за рамки моделирования на классических машинах.
Согласно опубликованным сведениям, исследователи из RIKEN будут использовать эту систему для разработки квантово-классических гибридных алгоритмов, начиная с задач в области химии и материаловедения. Прямая связь между Heron и Fugaku обеспечит координацию на уровне команд между двумя машинами с низкой задержкой, что является важным шагом в разработке практических приложений для квантового оборудования ближайшей перспективе.
В опубликованных сообщениях отмечается, что обе системы соединены высокоскоростной сетью на уровне команд, создавая испытательный стенд для квантово-ориентированных суперкомпьютеров. Такая глубокая интеграция позволяет инженерам создавать распараллеленные рабочие нагрузки, разрабатывать протоколы квантово-классической связи с низкой задержкой и оптимизировать стеки программного обеспечения.
Позволяя каждой системе выполнять те части задачи, для которых она лучше всего подходит, система использует сильные стороны обеих парадигм. Установка IBM Quantum System Two в RIKEN основана на более ранней совместной работе исследователей IBM и RIKEN, направленной на достижение квантового преимущества — точки, в которой квантовые системы превосходят классические по скорости, стоимости или точности.
Результаты указанных исследований, недавно опубликованные в журнале Science Advances, демонстрируют использование квантовой диагонализации на основе образцов (SQD) для моделирования электронной структуры сульфидов железа - сложных соединений, широко распространенных в природных и органических системах. Как сообщается, когда-то считалось, что для точного моделирования таких материалов требуются отказоустойчивые квантовые компьютеры, но SQD дает представление о том, чего уже могут достичь квантовые машины в ближайшем будущем при тесной интеграции с мощной классической инфраструктурой.
