उपयोगी क्वांटम कंप्यूटिंग को एचपीसी तक विस्तारित करने में आईबीएम की प्रगति पर चर्चा की गई यहाँ;
क्वांटम-केंद्रित सुपरकंप्यूटिंग के लिए पहले संदर्भ आर्किटेक्चर के बारे में तकनीकी विवरण उपलब्ध है यहाँ.
आर्किटेक्चर दिखाता है कि कैसे क्वांटम प्रोसेसर (क्यूपीयू) जीपीयू और सीपीयू के साथ-साथ ऑन-प्रिमाइसेस सिस्टम, रिसर्च सेंटर और क्लाउड में वैज्ञानिक चुनौतियों से निपटने के लिए काम कर सकते हैं, जिन्हें कोई भी कंप्यूटिंग दृष्टिकोण अपने आप हल नहीं कर सकता है।
आज के कार्यभार के लिए डिज़ाइन किया गया और समय के साथ विकसित होने के लिए बनाया गया, आर्किटेक्चर क्वांटम और शास्त्रीय प्रणालियों को एक एकीकृत कंप्यूटिंग वातावरण में एक साथ लाता है।
यह कम्प्यूटेशनल रूप से गहन वर्कलोड और एल्गोरिदम अनुसंधान का समर्थन करने के लिए सीपीयू और जीपीयू क्लस्टर, हाई-स्पीड नेटवर्किंग और साझा स्टोरेज सहित शक्तिशाली शास्त्रीय बुनियादी ढांचे के साथ क्वांटम हार्डवेयर को जोड़ता है।
इस नींव के शीर्ष पर, आईबीएम का दृष्टिकोण क्वांटम और शास्त्रीय कंप्यूटिंग तक फैले समन्वित वर्कफ़्लो को सक्षम बनाता है।
किस्किट सहित एकीकृत ऑर्केस्ट्रेशन और ओपन सॉफ्टवेयर फ्रेमवर्क, डेवलपर्स और वैज्ञानिकों को परिचित उपकरणों और वर्कफ़्लो के माध्यम से क्वांटम क्षमताओं तक पहुंचने की अनुमति देते हैं – जिससे रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान और अनुकूलन जैसे क्षेत्रों में समस्याओं के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग को लागू करना आसान हो जाता है।
आईबीएम रिसर्च के निदेशक और आईबीएम फेलो जे गैम्बेटा ने कहा, “चार दशक से भी पहले, रिचर्ड फेनमैन ने ऐसे कंप्यूटर की कल्पना की थी जो क्वांटम भौतिकी का अनुकरण कर सके।” “आईबीएम में, हमने उस दृष्टिकोण को वास्तविकता में बदलने में कई साल बिताए हैं। आज के क्वांटम प्रोसेसर वैज्ञानिक समस्याओं के सबसे कठिन हिस्सों से निपटने की शुरुआत कर रहे हैं – जो रसायन विज्ञान में क्वांटम यांत्रिकी द्वारा शासित हैं। भविष्य क्वांटम-केंद्रित सुपरकंप्यूटिंग में है, जहां क्वांटम प्रोसेसर उन समस्याओं को हल करने के लिए शास्त्रीय उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग के साथ मिलकर काम करते हैं जो पहले पहुंच से बाहर थे। आईबीएम ऐसी तकनीक और सिस्टम का निर्माण कर रहा है जो कंप्यूटिंग के इस भविष्य को आज वास्तविकता में लाता है।”
वास्तविक प्रयोगों के सटीक परिणाम देने के लिए वैज्ञानिक पहले से ही आईबीएम की क्वांटम-केंद्रित वास्तुकला का उपयोग कर रहे हैं।
हाल के परिणाम अब तक के सबसे मजबूत सबूतों में से कुछ का प्रतिनिधित्व करते हैं कि शास्त्रीय कंप्यूटिंग वर्कफ़्लो के साथ संयुक्त क्वांटम कंप्यूटर का उपयोग वैज्ञानिक खोज में तेजी लाने के लिए किया जा सकता है:
- आईबीएम, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय, ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय, ईटीएच ज्यूरिख, ईपीएफएल और रेगेन्सबर्ग विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अपनी तरह का पहला आधा मोबियस अणु बनाया, जो क्वांटम-केंद्रित सुपरकंप्यूटर के साथ इसकी असामान्य इलेक्ट्रॉनिक संरचना की पुष्टि करता है। विज्ञान.
- क्लीवलैंड क्लिनिक ने 303-परमाणु ट्रिप्टोफैन-केज मिनी-प्रोटीन का अनुकरण किया, जो क्वांटम-केंद्रित सुपर कंप्यूटर पर अब तक निष्पादित सबसे बड़े आणविक मॉडल में से एक है।
- IBM, RIKEN और शिकागो विश्वविद्यालय की एक टीम ने इंजीनियर क्वांटम सिस्टम की निम्नतम ऊर्जा स्थिति का पता लगाया, जो केवल अत्याधुनिक शास्त्रीय दृष्टिकोणों से बेहतर प्रदर्शन कर रही है।
- RIKEN और IBM वैज्ञानिकों ने सह-स्थित IBM क्वांटम हेरॉन प्रोसेसर और RIKEN के फुगाकु सुपरकंप्यूटर के सभी 152,064 क्लासिकल कंप्यूट नोड्स के बीच बंद लूप डेटा एक्सचेंज के माध्यम से, जीव विज्ञान और रसायन विज्ञान में एक मौलिक अणु, लौह-सल्फर समूहों के सबसे बड़े क्वांटम सिमुलेशन में से एक हासिल किया।
- एल्गोरिथमिक, ट्रिनिटी कॉलेज डबलिन और आईबीएम सहयोगियों ने तरीकों को प्रकाशित किया प्रकृति भौतिकीशोर शमन के लिए शास्त्रीय गणना संसाधनों का उपयोग करते हुए, परमाणुओं और इलेक्ट्रॉनों के संग्रह जैसे कई-शरीर क्वांटम अराजकता प्रणालियों का सटीक अनुकरण करना।
ये परिणाम वैज्ञानिक समस्याओं का समाधान करने में आईबीएम के क्वांटम कंप्यूटरों की क्षमता की पुष्टि करते हैं।
जैसे ही नए क्वांटम-केंद्रित एल्गोरिदम सामने आएंगे, आईबीएम के ग्राहकों और भागीदारों का वैश्विक पारिस्थितिकी तंत्र परिष्कृत संसाधनों, नेटवर्क और सॉफ्टवेयर क्षमताओं का समर्थन करने के लिए इस वास्तुकला को लगातार विकसित करेगा।
उदाहरण के लिए, आईबीएम और रेंससेलर पॉलिटेक्निक इंस्टीट्यूट सुधार कर रहे हैं कि कैसे वर्कफ़्लो को क्वांटम और उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग संसाधनों में निर्बाध रूप से शेड्यूल और व्यवस्थित किया जा सकता है।
इस परिपक्व वास्तुकला के शीर्ष पर नए एल्गोरिदम को तैनात करने से रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान, अनुकूलन और उससे आगे के अनुप्रयोगों की अगली लहर चलेगी, जो उन्हें तेजी से बड़े पैमाने पर ले जाएगी।
