IBM und RIKEN konnten einen nahtlosen Betrieb des Quantencomputers mit einem Supercomputer gewährleisten

Forscher des RIKEN-Instituts in Japan und Spezialisten von IBM konnten einen geschlossenen Kreislauf für die Synthese von Supercomputer- und Quantenberechnungen schaffen. Zum ersten Mal gelang es dem Expertenteam, einen Supercomputer und einen Quantencomputer zu kombinieren, um ein gemeinsames Ergebnis zu erzielen.

Besonderheiten der neuen Vorgehensweise

Bislang wurden Quantencomputer nur selten eingesetzt. Bei der Verwendung von Computern zusammen mit einem Supercomputer lief der Prozess in Zyklen ab, und die Daten wurden in großen Zeitabschnitten übertragen. Lange Ausfallzeiten während der Berechnungszyklen sind angesichts der Kosten für die Betriebszeit der Systeme ein Luxus. Den Spezialisten von RIKEN und IBM gelang es, einen kontinuierlichen Informationsaustausch zwischen den Systemen sicherzustellen.

Der neue Ansatz basiert auf der Verwendung eines Systems aus dem Supercomputer Fugaku und einem Quantencomputer von IBM. Der Kern des Prozesses bestand in der Berechnung der elektronischen Struktur komplexer Moleküle. Für die Berechnung verwendeten die Forscher die Methode der „quantum diagonalization based on sampling” (Quanten-Diagonalisierung auf Basis von Stichproben). In diesem Prozess war der Supercomputer für die Verarbeitung der Datenmenge und die Korrektur der Ergebnisse in einem iterativen Zyklus verantwortlich, während der Quantenprozessor für die Generierung der Stichproben zuständig war.

Auf diese Weise wurde eine äußerst präzise quantenchemische Simulation möglich. Die Funktionsweise eines geschlossenen Prozesses ist für die vollständige Nutzung dieser Systeme von entscheidender Bedeutung. Die Forscher sind der Ansicht, dass eine solche Synthese in Zukunft die Möglichkeit beeinflussen könnte, Beschleuniger in das System zu integrieren. Dadurch könnten zukünftige hybride Rechenplattformen einfacher skaliert werden und die Energie- und Pharmaforschung beschleunigen.

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