兩家科技元老級公司合作，量子超算會有驚喜不？

【科技明說 ｜ 科技熱點關(guān)注】

坊間消息，IBM與AMD合作開發(fā)以量子為中心的超級計算架構(gòu)，是近期科技圈一件值得關(guān)注的事。這意味著經(jīng)典計算與量子計算的優(yōu)勢互補，旨在解決傳統(tǒng)計算難以應(yīng)對的復(fù)雜問題。

據(jù)悉，IBM和AMD這次合作，核心是共同開發(fā)名為量子中心化超級計算（quantum-centric supercomputing）的下一代計算架構(gòu)。其目標(biāo)是構(gòu)建一個可擴展的開源平臺，將量子計算機與由CPU、GPU等構(gòu)成的高性能計算（HPC）及AI基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同工作。

在這種混合架構(gòu)中，問題的不同組成部分將由最適合的計算范式來處理。例如，未來量子計算機可以模擬原子和分子的行為，而由AI驅(qū)動的經(jīng)典超級計算機可以處理海量數(shù)據(jù)分析。
IBM和AMD將各自發(fā)揮其優(yōu)勢，加速生成式人工智能的發(fā)展，并彌補雙方在該領(lǐng)域面對NVIDIA與Google同盟的相對落后。
對于IBM來說，這是其實現(xiàn)在本十年末（2030年前）交付容錯量子計算機愿景的重要一步，AMD的技術(shù)有望為其提供關(guān)鍵的實時糾錯功能。

對AMD而言，則能借助其CPU和GPU為美國能源部橡樹嶺國家實驗室的Frontier，歷史上第一臺正式突破百億億次級計算障礙的超級計算機等提供動力的經(jīng)驗，進(jìn)一步深化其在HPC和AI計算市場的地位。
不過，實現(xiàn)量子中心化超級計算愿景并非易事，面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)也是相當(dāng)難。
量子計算當(dāng)前局限需要注意，盡管近期量子計算領(lǐng)域頻現(xiàn)突破，如谷歌稱其量子計算芯片能在不到5分鐘內(nèi)完成當(dāng)前部分最快超級計算機需要10的24次方年才能完成的計算任務(wù)，但具備實際應(yīng)用價值的量子計算機仍需數(shù)年才能實現(xiàn)。

英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛曾表示，全球要擁有極具實用價值的量子計算機可能還需要15年以上時間。

最核心挑戰(zhàn)在于糾錯。量子比特非常脆弱，容易受到環(huán)境干擾而產(chǎn)生錯誤。因此，“容錯”是量子計算走向?qū)嵱没年P(guān)鍵。AMD計劃提供實時糾錯功能支持，這對于實現(xiàn)容錯量子計算至關(guān)重要。

當(dāng)然混合架構(gòu)的協(xié)同，也非常重要。如何高效地將量子計算機與經(jīng)典HPC系統(tǒng)，包括AMD的CPU、GPU等集成，實現(xiàn)任務(wù)的無縫分配和協(xié)同處理，需要大量的算法研究和工程實踐。
值得注意的是，兩家公司計劃在今年晚些時候進(jìn)行初步技術(shù)演示，展示IBM量子計算機如何與AMD技術(shù)協(xié)同工作以部署混合量子-經(jīng)典工作流程。
長遠(yuǎn)來看，若量子中心化超級計算取得成功，可能為許多領(lǐng)域帶來革命性變化。
比如藥物發(fā)現(xiàn)與材料科學(xué)，可以更精確地模擬分子和原子互動，加速新藥研發(fā)和新型材料設(shè)計。

比如當(dāng)前火熱的人工智能，可以為生成式AI等提供強大算力支持，助力其高效擴展AI工作負(fù)載。

比如優(yōu)化與物流，解決金融資產(chǎn)組合優(yōu)化、供應(yīng)鏈優(yōu)化等復(fù)雜問題。

比如氣候變化研究，模擬復(fù)雜的氣候系統(tǒng)，助力環(huán)境保護(hù)和新能源開發(fā)。
由此而言，IBM和AMD聯(lián)手打造“量子中心化超級計算”，是一次經(jīng)典計算與前沿量子計算的強強聯(lián)合。旨在通過融合兩種計算模式的優(yōu)勢，突破傳統(tǒng)計算的性能極限，為未來解決更復(fù)雜的科學(xué)和工程難題提供全新的計算范式。
雖然實用的量子計算機仍需等待數(shù)年，但此類合作無疑是推動整個領(lǐng)域向前發(fā)展的重要一步。這對未來計算領(lǐng)域的發(fā)展方向、人工智能的推進(jìn)以及科學(xué)研究的突破都可能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

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阿明書法：量子超算

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