Компания International Data Corporation (IDC) опубликовала свой второй прогноз по мировому рынку квантовых вычислений. Аналитики сообщают, что отрасль развивается медленнее, чем ожидалось ранее, тем не менее, в обозримом будущем расходы в соответствующей сфере продолжат устойчиво расти.

По оценкам, в 2022 году объём сектора составил приблизительно $1,1 млрд. В 2027-м, прогнозирует IDC, затраты достигнут $7,6 млрд. Если эти ожидания оправдаются, показатель CAGR (среднегодовой темп роста в сложных процентах) в течение пяти лет окажется на уровне 48,1 %.

Источник изображения: pixabay.com

Новый прогноз IDC значительно осторожнее предыдущего. Отмечается, что на расходы в области квантовых вычислений негативно повлияли несколько факторов. Это, в частности, недостаточно быстрый прогресс в сфере разработки квантового оборудования. Ещё одна причина —  появление других перспективных технологий, таких как генеративный ИИ, которые, как ожидается, в ближайшем будущем обеспечат большую ценность для конечных пользователей. Кроме того, замедление развития отрасли квантовых вычислений провоцируют макроэкономические факторы: высокие процентные ставки и темпы инфляции, перспектива экономического спада.

IDC ожидает, что инвестиции на рынке квантовых вычислений будут расти в среднем на 11,5 % в течение 2023–2027 гг. и достигнут почти $16,4 млрд к концу рассматриваемого периода. В эту цифру входят вложения, сделанные государственными и частными учреждениями, затраты поставщиков технологий и услуг, а также внешнее финансирование от венчурных фондов и частных инвестиционных компаний.

Корпорация IBM сообщила о планах по созданию своего первого европейского центра квантовых вычислений. Предполагается, что воспользоваться его ресурсами смогут различные государственные учреждения, исследовательские институты и коммерческие заказчики.

Новый ЦОД расположится на площадке IBM в Энингене (земля Баден-Вюртемберг, Германия). У IBM уже имеется центр квантовых вычислений в США — он находится в Покипси (штат Нью-Йорк). Появление европейского комплекса поможет ускорить разработку и внедрение решений на основе квантовых технологий.

В состав ЦОД войдут несколько квантовых систем IBM, оперирующих более чем 100 кубитами. Доступ к вычислительным мощностям будет предоставляться клиентам из европейских государств и других стран по всему миру. Ввод площадки в эксплуатацию запланирован на 2024 год.

Источник изображения: IBM

Отмечается, что в настоящее время сеть IBM Quantum Network насчитывает более 60 организаций по всей Европе. Им предоставляется доступ к квантовому оборудованию и сопутствующему ПО для решения сложных и ресурсоёмких задач, обработка которых зачастую не под силу традиционным компьютерам. Комплексы квантовых вычислений, в частности, применяются в таких сферах, как материаловедение, физика высоких энергий, финансовая аналитика и пр.

К сети IBM Quantum Network через облако подключены Университет Бундесвера в Мюнхене, Европейская организация ядерных исследований (ЦЕРН), Общество Фраунгофера, компания Bosch и др.

Компания NVIDIA анонсировала проект по созданию передовой лаборатории квантовых вычислений. В инициативе участвуют Юлихский суперкомпьютерный центр (Германия) и немецкая компания ParTec AG. Новая структура станет частью Унифицированной инфраструктуры квантовых вычислений Юлиха (Jülich UNified Infrastructure for Quantum Computing, JUNIQ),

Речь идёт об использовании концепции гибридных квантово-классических вычислений. Напомним, летом 2022 года NVIDIA представила платформу разработки QODA, объединяющую миры обычных и квантовых вычислений. А в марте нынешнего года дебютировала система NVIDIA DGX Quantum, в которой совмещены средства ускоренных вычислений на базе Grace Hopper, открытой модели программирования CUDA Quantum и квантовая управляющая платформа Quantum Machines OPX+.

Источник изображения: NVIDIA

Новая лаборатория станет площадкой для выполнения ресурсоёмких задач в рамках концепции квантово-классических вычислений с небольшой задержкой. В дополнение к CUDA Quantum планируется задействовать инструментарий NVIDIA cuQuantum SDK. Ресурсы лаборатории будут интегрированы в модульную суперкомпьютерную архитектуру Юлихского суперкомпьютерного центра.

Ожидается, что концепция гибридных квантово-классических вычислений приблизит квантовые вычисления к реальности. Подход может быть эффективен при решении сложных задач, с которыми не справляются одни лишь классические компьютеры. Исследователи, в частности, рассчитывают добиться беспрецедентных успехов в области химии и материаловедения.

QMware и QuiX Quantum объявили о создании в нидерландском Энсхеде гибридного дата-центра, в котором сочетается классическая HPC-инфраструктура с квантовыми технологиями. Как сообщает Inside HPC, речь идёт о первой интегрированной гибридной системе такого типа. Ожидается, что ЦОД будет готов к коммерческому использованию уже в августе 2023 года.

Пока известно, что проприетарное программное обеспечение QMware позволяет объединить принципиально разные аппаратные вычислительные системы, способные использовать общую память. Повышенные вычислительные мощности позволят обеспечивать более точные результаты, а благодаря QuiX Quantum с её масштабируемой технологией, можно использовать системы для самых разных ресурсоёмких задач.

Источник изображения: QuiX Quantum

Квантовый компьютер компании QuiX Quantum оптимально подходит для гибридной системы, поскольку способен работать при комнатной температуре и легко масштабируется. Для соединения с HPC-инфраструктурой используется оптоволоконное подключение. Управление системой обеспечит унифицированная версия Linux — в сравнении с существующими гибридными решениями новая инфраструктура намного производительнее и экономичнее.

Если существующие гибридные системы обычно требуют веб-интеграции квантовой составляющей и HPC-оборудования, то в данном случае этого не требуется, взаимодействие на одной площадке обеспечивает проприетарное железо и ПО Qmware. В результате конечные клиенты получают одновременный доступ к мощностям обоих типов с низкой задержкой.

Представителями партнёров ожидают, что использование гибридной инфраструктуры позволит обрабатывать данные в некоторых приложениях до 10 раз быстрее. По словам представителя QuiX Quantum, компания намерена обеспечить использование квантовых технологий в прикладной сфере. По его мнению, оптимизация энергосетей, цепочек поставок или дорожного движения — лишь немногие из сфер, где, возможно, будут применяться гибридные технологии при сотрудничестве с Qmware.

Квантовые компьютеры довольно активно покупаются и используются операторами ЦОД, в том числе речь идёт и о гибридных системах. Так, только в марте этого года NVIDIA представила систему DGX Quantum для гибридных квантово-классических вычислений.

Компания NVIDIA в партнёрстве с Quantum Machines анонсировала DGX Quantum — первую систему, объединяющую GPU и квантовые вычисления. Решение использует новую открытую программную платформу CUDA Quantum. Утверждается, что система предоставляет революционно архитектуру для исследователей, работающими с гибридными вычислениями с низкой задержкой.

NVIDIA DGX Quantum объединяет средства ускоренных вычислений на базе Grace Hopper (Arm-процессор + ускоритель H100), модели программирования с открытым исходным кодом CUDA Quantum и передовую квантовую управляющую платформу Quantum Machines OPX+. Такая комбинация позволяет создавать ресурсоёмкие приложения, сочетающие квантовые вычисления с современными классическими вычислениями. При этом в числе прочего обеспечивается работа гибридных алгоритмов и коррекция ошибок.

Источник изображения: NVIDIA

Представленное решение предполагает соединение Grace Hopper и Quantum Machines OPX+ посредством интерфейса PCIe. Это обеспечивает задержку менее микросекунды между ускорителем и блоками квантовой обработки (QPU). Отмечается, что OPX+ — это универсальная система квантового управления. Таким образом, можно максимизировать производительность QPU и предоставить разработчикам новые возможности при использовании квантовых алгоритмов. Системы Grace Hopper и OPX+ можно масштабировать в соответствии с потребностями — от QPU с несколькими кубитами до суперкомпьютера с квантовым ускорением.

Источник изображения: NVIDIA

О намерении интегрировать CUDA Quantum в свои платформы уже заявили компании по производству квантового оборудования Anyon Systems, Atom Computing, IonQ, ORCA Computing, Oxford Quantum Circuits и QuEra, разработчики ПО Agnostiq и QMware, а также некоторые суперкомпьютерные центры.

Компания OVHcloud, европейский поставщик облачных услуг, сообщила о приобретении своего первого квантового компьютера у парижской фирмы Quandela. Систему планируется использовать в рамках различных исследовательских проектов в области квантовых вычислений.

Компьютер построен на платформе Quandela MosaiQ с фотонным процессором. OVHcloud заказала 2-кубитную систему, которая в процессе работы охлаждается до -265 °C. При этом система может быть смонтирована в стандартной 19″ стойке.

О стоимости проекта и месте размещения квантового компьютера ничего не сообщается. Но говорится, что поставки оборудования запланированы на осень 2023 года. Благодаря использованию фотоники платформа с течением времени может обновляться и модифицироваться. Пока не ясно, предложит ли OVHcloud доступ к квантовой системе своим клиентам.

Источник изображения: Quandela

Между тем британская компания Oxford Quantum Circuits (OQC) объявила о планах по установке квантового компьютера в дата-центре Equinix в Токио (Япония). Оборудование будет смонтировано на площадке Equinix TY11 Tokyo IBX. Благодаря использованию сети Equinix Fabric мощности системы станут доступны в формате «квантовые вычисления как услуга» для корпоративных заказчиков OQC по всему миру.

Технические характеристики квантового компьютера не разглашаются, но отмечается, что новый сервис будет запущен к концу текущего года. Это вторая подобная сделка OQC по размещению квантового компьютера в колокейшн-центре. В прошлом году компания сообщила об установке квантовой системы в дата-центре Cyxtera LHR3 в Великобритании. Таким образом, операторы ЦОД и площадок колокации стремятся догнать крупные облака, которые уже предлагают доступ сразу к нескольким системам.

Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) назвало трёх партнёров для своей программы исследования квантовых вычислений Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC): Microsoft, Atom Computing и PsiQuantum.

Цель инициативы US2QC заключается в том, чтобы выяснить, возможно ли создать квантовую систему, вычислительная ценность которой превышает её стоимость, быстрее, чем это предсказывают прогнозы. Для этого планируется исследовать принципиально новые подходы к квантовым вычислениям.

Источник изображения: Microsoft

Microsoft, в частности, намерена развивать свою технологию масштабируемых квантовых вычислений на основе топологических кубитов. Утверждается, что такая уникальная архитектура теоретически позволяет квантовой системе быть достаточно маленькой, чтобы поместиться в обычной стойке, и достаточно быстрой, чтобы решать практические проблемы. Такой компьютер сможет управлять более чем 1 млн кубитов.

Atom Computing сосредоточится на обеспечении масштабируемости квантовых вычислений за счёт атомных массивов. В рамках сотрудничества с DARPA будут изучены новые способы масштабирования количества кубитов для более крупных систем, дополнительные уровни запутанных связей для повышения производительности и более широкий набор алгоритмов квантовой коррекции ошибок для обеспечения отказоустойчивости.

PsiQuantum в рамках этого проекта намерена изучить проблемы, связанные с созданием отказоустойчивых квантовых компьютеров — гораздо более крупных и мощных, чем существующие маломасштабные системы. Всем трём компаниям предстоит представить концепцию, описывающую их планы по созданию квантового компьютера. Затем необходимо описать все компоненты и подсистемы, которые — после создания и тестирования — покажут, что крупномасштабный квантовый компьютер может быть построен в соответствии с проектом и работать так, как предполагалось.