Инсбрукский университет имени Леопольда и Франца (UIBK) в Австрии объявил о том, что его НРС-комплекс LEO5 интегрирован с квантовый системой IBEX Q1 компании AQT. Таким образом, сформирован гибридный квантово-классический суперкомпьютер, который, как утверждается, открывает совершенно новые возможности для решения сложных научных и промышленных задач и создания вычислительных платформ следующего поколения.

Машина LEO5, запущенная в 2023 году, объединяет 63 узла, каждый из которых содержит два процессора Intel Xeon 8358 (Ice Lake-SP) с 32 ядрами. Применён интерконнект Infiniband HDR100. В состав 36 узлов входят ускорители NVIDIA — A30, A40 или A100. Производительность достигает 300 Тфлопс на операциях FP64 и 740 Тфлопс на операциях FP32.

Источник изображения: UIBK

В свою очередь, лазерная квантовая система IBEX Q1, разработанная специалистами AQT (дочерняя структура UIBK), не требует для работы экстремального охлаждения. Утверждается, что она может функционировать при комнатной температуре, а энергопотребление составляет менее 2 кВт. Квантовое оборудование размещено в двух кастомизированных стойках.

Проект по созданию гибридного суперкомпьютера реализован в рамках инициативы HPQC (High-Performance integrated Quantum Computing), финансируемой австрийским Агентством по продвижению и стимулированию прикладных исследований, технологий и инноваций (FFG). Новая платформа, как отмечается, создаёт основу для будущих гетерогенных инфраструктур, ориентированных на решение сложных задач.

«Успешная интеграция квантового компьютера в высокопроизводительную вычислительную среду знаменует собой важную веху для австрийских и европейских исследований и развития технологий в целом», — говорит Генриетта Эгерт (Henrietta Egerth), управляющий директор FFG.

В Суперкомпьютерном центре Лейбница (LRZ) Баварской академии наук заработал первый в Германии гибридный квантовый компьютер. Проект реализован консорциумом Q-Exa, в который входят разработчик квантовых платформ IQM Quantum Computers (IQM), а также Eviden и HQS Quantum Simulation.

В ходе работ 20-кубитная квантовая система была интегрирована с суперкомпьютером SuperMUC-NG. Последний базируется на серверах Lenovo ThinkSystem SD650-I V3 Neptune DWC с прямым жидкостным охлаждением. Установлены 240 узлов, в состав которых входят в общей сложности 480 процессоров Intel Xeon Platinum 8480L и 960 ускорителей Data Center GPU Max. Производительность комплекса достигает 17,19 Пфлопс (FP64).

Источник изображения: IQM

В квантовой части кубиты генерируются с помощью сверхпроводящих цепей. Платформа закладывает основы для исследований и дальнейшего развития квантовых вычислений, а также для ускорения высокопроизводительных вычислений с помощью квантовых чипов (QPU). В настоящее время гибридная система готовится к повседневной эксплуатации, и в скором времени доступ к ней будет предоставлен некоторым исследовательским коллективам.

Среди ключевых характеристик платформы названы: 20-кубитный квантовый процессор; состояние квантовой запутанности Гринбергера — Хорна — Цайлингера для 19 кубитов без устранения ошибок чтения; полностью запутанное состояние GHZ для 20 кубитов с компенсацией ошибок. Средняя точность двухкубитного вентиля составляет 99,46 % для 30 пар кубитов, а максимальная точность для одной пары достигает 99,74 %.

Говорится также, что специалисты LRZ и партнёрских учреждений Мюнхенской квантовой долины (Munich Quantum Valley) разработали прототип Мюнхенского квантового программного стека (MQSS). Он помогает встроить квантовые вычисления в рабочие процессы традиционных суперкомпьютеров. Софт будет доступен исследователям в виде продукта с открытым исходным кодом.

Стартап Quantum Machines, разработчик систем управления квантовыми компьютерами, открыл Израильский центр квантовых вычислений (Israeli Quantum Computing Center, IQCC). Площадка, создание которой было частично профинансировано правительством страны, располагается в Тель-Авивском университете. По словам основателей, это первый в мире центр, располагающий квантовыми компьютерами разных типов, которые интегрированы с системой NVIDIA DGX Quantum, HPC-инфраструктурой и облаком.

Источник изображений: Quantum Machines

Приоритетный доступ со скидкой получат исследовательские организации Израиля, но в целом центр будет открыт для компаний со всего света. Как говорят создатели, IQCC — это лучший в мире полигон для создания новых технологий в области квантовых вычислений, а открытая архитектура площадки позволяет регулярно проводить обновления и упрощает дальнейшее масштабирование возможностей и вычислительных мощностей.

Сейчас в IQCC установлены 21-кубитный компьютер Galilee от Quantware на сверхпроводящих кубитах (ещё один такой же используется в качестве тестовой платформы) и фотонный компьютер Negev от ORCA (8 кумод). Системы управляются контроллерами OPX1000 от самой Quantum Machines. HPC-инфраструктура представлена DGX A100, четырьмя GH200 и 128 vCPU на базе AMD EPYC 9334 (Genoa). Дополнительные ресурсы можно арендовать в облаке AWS.

Для Galilee и Negev доступна интеграция с DGX Quantum, платформой для гибридных квантово-классических вычислений, которая была создана NVIDIA и Quantum Machines и впервые в мире развёрнута именно в IQCC. Управлять компьютерами и разрабатывать ПО можно с использованием Qiskit, QUA, OpenQASM3, QBridge, а также Classiq. К системе организован облачный доступ. В ближайшие месяцы в IQCC будут развёрнуты ещё несколько квантовых компьютеров и QPU.

Компания NVIDIA сообщила о том, что её платформа CUDA-Q будет использоваться в суперкомпьютерных центрах по всему миру. Она поможет ускорить исследования в области квантовых вычислений, что в перспективе позволит решать наиболее сложные научные задачи.

Технология CUDA-Q предназначена для интеграции CPU, GPU и квантовых процессоров (QPU) и разработки приложений для них. Она даёт возможность выполнять сложные симуляции квантовых схем. О намерении использовать CUDA-Q в составе своих НРС-систем объявили организации в Германии, Японии и Польше.

В частности, Юлихский суперкомпьютерный центр в Германии (JSC) намерен использовать квантовое решение производства IQM Quantum Computers в качестве дополнения к Jupiter — первому европейскому суперкомпьютеру экзафлопсного класса. Этот комплекс будет смонтирован в Юлихском исследовательском центре (FZJ). Суперкомпьютер Jupiter получит приблизительно 24 тыс. гибридных суперчипов NVIDIA GH200 Grace Hopper.

Источник изображений: NVIDIA

Ещё одной гибридной системой, объединяющей классические и квантовые технологии, станет комплексе ABCI-Q, который расположится в суперкомпьютерном центре ABCI (AI Bridging Cloud Infrastructure) Национального института передовых промышленных наук и технологий Японии (AIST). В состав суперкомпьютера войдут QPU разработки QuEra, а также более 2000 ускорителей NVIDIA H100. Ввод ABCI-Q в эксплуатацию состоится в начале 2025 года. Применять систему планируется при проведении исследований в области ИИ, энергетики, биологии и пр.

Вместе с тем Познаньский центр суперкомпьютерных и сетевых технологий (PSNC) в Польше приобрёл две квантовые вычислительные системы британской компании ORCA Computing. Они интегрированы в существующую HPC-инфраструктуру PSNC, которая в числе прочего использует изделия NVIDIA Hopper. Узлы на базе QPU помогут в решении задач в области химии, биологии и машинного обучения.

Корпорация IBM сообщила о том, что её квантовая платформа Quantum System Two будет интегрирована с суперкомпьютером Fugaku в рамках совместного проекта с японским Институтом физико-химических исследований (RIKEN). Кроме того, IBM будет работать над новым ПО для выполнения квантово-классических задач.

Напомним, вычислительный комплекс Fugaku на базе Arm-процессоров Fujitsu A64FX в 2020 году стал самым высокопроизводительным суперкомпьютером в мире. В текущем рейтинге ТОР500 эта НРС-система занимает четвёртое место с быстродействием приблизительно 442 Пфлопс.

В свою очередь, квантовый компьютер IBM Quantum System Two был представлен в конце 2023 года. В нём применяется 133-кубитный квантовый процессор Heron. Отмечается, что Quantum System Two будет единственной квантовой системой, размещённой рядом с Fugaku в Центре вычислительных наук RIKEN в Кобе (Япония). Такая связка поможет в разработке приложений нового поколения для квантово-ориентированных суперкомпьютеров.

Источник изображения: IBM

Совместная инициатива IBM и RIKEN стала частью проекта, поддерживаемого японской Организацией по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO). Целью программы является демонстрация преимуществ гибридных вычислительных платформ при выполнении сложных и ресурсоёмких задач в эпоху «после 5G».

«С точки зрения HPC, квантовые компьютеры — это системы, которые позволяют ускорить научные приложения, обычно выполняемые на суперкомпьютерах. Кроме того, квантовые платформы дают возможность решать задачи, которые не по силам традиционным вычислительным комплексам», — отмечает доктор Мицухиса Сато (Mitsuhisa Sato), руководитель подразделения RIKEN Quantum HPC Collaborative Platform. При этом Fujitsu совместно с RIKEN уже развернули в Осакском университете (Osaka University) собственный 64-кубитный квантовый компьютер с облачным доступом.

Правительство Австралии и штата Квинсленд, по сообщению ресурса Datacenter Dynamics, инвестируют AU$940 млн (приблизительно $620 млн) в создание мощного квантового компьютера. Он будет развёрнут на площадке недалеко от аэропорта Брисбена. Созданием системы займётся калифорнийский стартап PsiQuantum.

PsiQuantum была основана в 2016 году. Своей миссией она называет разработку «первого в мире практически полезного квантового компьютера». Компания заявляет, что её технология даёт возможность в относительно короткие сроки создавать квантовые системы большого масштаба, устойчивые к появлению ошибок. Для этого предлагается использовать существующие технические решения, такие как мощные криогенные системы. Проект, реализуемый стартапом в Австралии, предусматривает строительство фотонного квантового компьютера. Предполагается, что система сможет оперировать приблизительно 1 млн кубитов.

Источник изображения: PsiQuantum

Власти Австралии и штата Квинсленд профинансируют проект в равных долях — примерно по $310 млн. В обмен на инвестиции PsiQuantum создаст региональную штаб-квартиру в штате Квинсленд, откуда будет управлять своими квантовыми системами. Ожидается, что новый компьютер заработает к концу 2027 года. Он будет использоваться для решения сложных задач в различных сферах, включая возобновляемую энергию, добычу полезных ископаемых и металлов, здравоохранение и транспорт.

Правительство Австралии впервые высказало идею развёртывания системы, созданной компанией PsiQuantum, в конце 2023 года. Но тогда проект подвергся критике за то, что власти хотят отдать предпочтение американской фирме, а не австралийским организациям, которые занимаются квантовыми вычислениями. Но теперь, похоже, все разногласия устранены.

Компания IonQ, специализирующаяся на разработках в области квантовых вычислений, объявила о заключении соглашения о сотрудничестве с Окриджской национальной лабораторией (ORNL) Министерства энергетики США. Речь идёт об исследованиях, нацеленных на модернизацию американской энергосистемы.

Отмечается, что нагрузка на энергетическую инфраструктуру США постоянно растёт, что порождает необходимость её совершенствования. При этом требуются инновационные решения, которые помогут не только в оптимизации энергосети, но и в повышении безопасности и стабильности. Предполагается, что квантовые вычисления будут способствовать устранению существующих проблем.

В рамках сотрудничества ORNL инвестирует в квантовые системы IonQ. Квантовые системы быть значительно производительнее традиционных суперкомпьютеров при решении определённых задач. К ним, в частности, относятся исследования в сфере энергетики. «Модернизация энергосистемы США является приоритетом. Мы уверены, что квантовые технологии в конечном итоге повысят устойчивость, надёжность и безопасность соответствующей инфраструктуры», — говорит IonQ.

Источник изображения: IonQ

Работа IonQ поддерживается проектом GRID-Q, который является частью Инициативы по модернизации энергосистем США (Grid Modernization Initiative), а также проектом ORNL Quantum Computing User Program, предусматривающим предоставление доступа к самым современным квантовым компьютерам для тестирования реальных приложений, таких как управление энергосистемами. Исследования IonQ и ORNL финансируются Министерством энергетики США.

Компания OVHcloud, европейский поставщик облачных услуг, сообщила о вводе в эксплуатацию своего первого квантового компьютера — системы MosaiQ, разработанной парижской фирмой Quandela. Вычислительный комплекс смонтирован в дата-центре в Круа во Франции.

Квантовый компьютер MosaiQ были приобретён компанией OVHcloud ровно год назад — в марте 2023-го. Его компоненты были доставлены в ЦОД во Франции в конце прошлого года, ещё несколько месяцев потребовалось на установку и настройку.

Источник изображения: OVHcloud

MosaiQ представляет собой систему с фотонным процессором. Для поддержания работы комплекса требуется его охлаждение до -265 °C. Утверждается, что система подходит для прототипирования, разработки и реализации нового поколения алгоритмов и протоколов квантовых вычислений. Архитектура MosaiQ позволяет задействовать от двух до 12 кубитов. В случае установки, приобретённой OVHcloud, речь идёт о младшей 2-кубитной реализации.

OVHcloud хочет предоставить своему отделу исследований и разработок передовые инструменты для экспериментов в области квантовых технологий. Ранее компания заявила о намерении предлагать доступ к квантовым вычислениям по облачной модели через несколько эмуляторов, включая Perceval — фреймворк, разработанный специалистами Quandela. Подчёркивается, что OVHcloud стала первым в Европе поставщиком облачных услуг, который ввёл в эксплуатацию квантовый компьютер с фотонным процессором.

Компания IQM Quantum Computers объявила о запуске облачной платформы Resonance, призванной ускорить исследования в области квантовых вычислений. Сервис предоставляет разработчикам и учёным доступ к системам IQM для планирования, тестирования и оценки эффективности квантовых алгоритмов.

Посредством Resonance обеспечивается доступ к квантовым компьютерам, расположенным в дата-центрах IQM в Эспоо (Финляндия) и Мюнхене (Германия). При этом пользователи могут работать с различными топологиями квантовых процессоров (QPU).

Источник изображения: IQM

Говорится, что на сегодняшний день через облачную платформу доступны 6-кубитный квантовый компьютер IQM Deneb и 20-кубитная система IQM Garnet. IQM заявляет, что платформа Resonance предоставляет безопасный доступ к квантовым компьютерам с новейшими QPU без необходимости инвестиций в квантовое оборудование. Стоимость услуги начинается с $0,5 в секунду. Также предлагается бесплатный пробный доступ длительностью 1 час.

Среди областей применения облачного сервиса названы машинное обучение, кибербезопасность, моделирование квантовых датчиков, исследования в области передовых химических соединений, разработка новых фармацевтических препаратов и пр. В сервисе используется модель подписки на временные интервалы.

Помимо облачного сервиса, компания IQM предлагает локальные квантовые компьютеры. В частности, на днях Юлихский суперкомпьютерный центр в Германии (JSC) объявил о приобретении у IQM 5-кубитной системы Spark, ввести которую в эксплуатацию планируется в июле нынешнего года. Кроме того, компания IQM заявила о планах создания Radiance — квантового компьютера на 150 кубитов, который будет запущен в I квартале 2025-го. IQM развернула локальные квантовые системы в Суперкомпьютерном центре Лейбница в Германии (LRZ) и в Центре технических исследований VTT в Финляндии.

В июле нынешнего года Юлихский суперкомпьютерный центр в Германии (JSC) намерен ввести в эксплуатацию новый квантовый компьютер — 5-кубитную систему Spark немецко-финского производителя IQM Quantum Computers.

Новая система станет частью Унифицированной инфраструктуры квантовых вычислений Юлиха (Jülich UNified Infrastructure for Quantum Computing, JUNIQ). Spark будет работать в тандеме с классическими суперкомпьютерами, что позволит исследователям изучать различные варианты использования гибридных вычислений.

Базовая версия IQM Spark стоит менее €1 млн. Система разработана специально для проведения экспериментов, а также для применения в образовательных целях. В этом компьютере кубиты (квантовые биты) генерируются с помощью сверхпроводящих электронных резонансных цепей. Для этого их необходимо охлаждать до температур, близких к абсолютному нулю (-273,15 °C). Платформа IQM Spark отличается гибкими возможностями в плане расширения и подключения, что делает её идеально подходящей для использования в составе инфраструктуры JUNIQ.

Источник изображения: IQM

Отмечается, что квантовые компьютеры способны решать определённые задачи гораздо быстрее, чем это возможно с помощью классических НРС-комплексов. Это может быть, например, моделирование сложных химических реакций и молекул, оптимизация процессов в финансовом секторе и пр. Однако квантовые компьютеры всё ещё находятся на ранней стадии развития. Проект JUNIQ поможет найти новые практические применения концепции гибридных квантово-классических вычислений.

IQM развернула локальные квантовые системы в некоторых других университетах и исследовательских институтах, включая Суперкомпьютерный центр Лейбница в Германии (LRZ) и Центр технических исследований VTT в Финляндии.