Инженеры впервые объединили обычный суперкомпьютер с квантовым: как это работает

Инженеры из австралийского исследовательского центра Pawsey впервые в истории объединили полупроводниковый суперкомпьютер с квантовым ускорителем. Подробности проекта раскрыли на официальном сайте.

Специалисты установили на своей новый суперкомпьютер Setonix от компании HPE(мощность — 2,1 Пфлопс, 341-е место в Топ-500) квантовым ускорителем, разработанным немецко-австралийским стартапом Quantum Brilliance. В настоящее время комплекс работает в Перте, Западная Австралия.

В основе работы ускорителя Quantum Brilliance лежат искусственные алмазы с множеством маленьких дефектов, так называемых NV-центров, возникающие при удалении атома углерода из узла решетки и связывании образовавшейся вакансии с атомом азота. В результате образовываются частицы-кубиты, которые позволяют проводить квантовые вычисления при комнатной температуре — обычно квантовые компьютеры могут работать только при очень низких температурах, иначе закодированная информация теряется.

Стоит отметить, что системы Quantum Brilliance предлагают только стоечные решения, вмещающие всего до пяти кубитов, поэтому на быстрое решение сверхсложных задач рассчитывать не приходится. Однако возможность работать при комнатных условиях позволит разработчикам впервые испытать и продемонстрировать возможности гибридных классических и квантовых вычислений. Команда будет искать диагностические и инженерные решения для улучшения производительности и обслуживания системы на базе Setonix.

"Установка квантового ускорителя Quantum Brilliance является важным шагом и ярким примером соответствия целям Австралии по ускорению квантовых исследований и достижению реальной ценности. Завершение установки квантовой системы было приоритетом после того, как были сняты ограничения связанные с Covid", — сказал исполнительный директор Pawsey Марк Стикеллс.

Он добавил, что интеграция ускорителя в классический суперкомпьютер увеличит мощность квантовых вычислений до небывалого уровня. Кроме того, проект поможет исследователям запустить реальные алгоритмы и узнать, как две разные системы могут работать в паре. Вскоре предприятия смогут использоваться Setonix для изучения новых квантовых кодов для гибридных вычислений.

Как прокомментировал генеральный директор Quantum Brilliance Эндрю Хорсли, установка ускорителя стала важным шагом для компании, которая стремится сделать квантовую технологию более неприхотливой, гибкой и меньшей по размерам. Испытания помогут ученым совершить прорыв в области проектирования и производства компьютеров для высокопроизводительных вычислений.

"Наше видение состоит в том, чтобы перевести квантовые технологии с мейнфреймов на массовые — для управления вашим мобильным телефоном, автомобилем, рабочими платформами или где-то рядом с приложением, где это необходимо. Это сотрудничество — наш первый шаг к достижению этой цели", — отметил Эндрю Хорсли.

Ранее ученые из Гарвардского "скрестили" аналоговый компьютер с квантовым. Гибридная система их 256 кубитов позволила проводить сложные вычисления в рамках различных задач.

Тем времени, в Японии разрабатывают квантовый компьютер из искусственных алмазов, которые способны хранить миллиарды терабайт данных. Ученым впервые удалось вырастить алмазную пластину размером 2 квадратных дюйма (около 13 квадратных сантиметров), что позволит устанавливать их в новые вычислительные комплексы.