IBM 揭示業界首款量子為中心的超級計算架構

IBM 已揭露首個已公開的量子導向超級運算參考架構，概述如何將量子運算整合進現代超級運算環境。

量子電腦正朝向可用於複雜量子系統的實用模擬邁進，並且新興的混合式演算法已在化學與材料科學等領域帶來了有意義的成果。

然而，它們在解決大型科學挑戰問題方面的能力仍受到限制，原因在於它們與傳統超級運算基礎設施之間存在割裂；現況仍需要在量子與傳統系統之間進行手動資料移動與協調。

為了因應這項挑戰，IBM 提出一份量子導向超級運算藍圖，將量子處理器（QPUs）與 GPU 與 CPU 整合到本地端系統、研究中心與雲端平台中，讓不同的運算技術能夠共同協作，解決超出單一系統可達範圍的問題。

該架構透過將量子硬體與經典資源結合，將量子與經典技術帶入統一的運算環境；其中包括 CPU 與 GPU 集群、高速網路，以及共享儲存，以支援密集型工作負載與演算法開發。

IBM 科學家概述朝向這一模式的三階段路線圖：首先，將 QPU 作為加速器整合到現有的高效能運算（HPC）環境中；接著，開發具中介軟體支援的異質平台，讓系統複雜度對使用者抽象化；最後，建立完全共同最佳化的量子－經典系統，專為端到端工作流程而設計。

在這個基礎上，IBM 讓橫跨量子與經典運算的協同工作流程成為可能。

整合式編排與開放式軟體框架，包括 Qiskit，使開發者與科學家能透過熟悉的開發工具存取量子能力，協助將量子運算應用延伸至化學、材料科學與最佳化等領域。

「當今的量子處理器正開始處理科學問題中最困難的部分——也就是在化學中由量子力學所支配的那些問題，」IBM 研究與 IBM 院士（Fellow）Jay Gambetta 表示。

「未來在於量子導向的超級運算，讓量子處理器與經典高效能運算攜手合作，解決先前無法觸及的問題。IBM 正在打造能把這個未來帶入現實的技術與系統，」他指出。

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