77-kubitowy procesor kwantowy IBM w połączeniu z superkomputerem Fugaku mierzy się z najtrudniejszymi cząsteczkami chemicznymi. W przełomowym eksperymencie koncern informatyczny i japońskie Centrum RIKEN opracowały model pozwalający rozwiązywać problemy, które kiedyś uważano za nierozwiązywalne.
Kwanty i superkomputery – duet, który przyspiesza medycynę
Chemia kwantowa ma na celu wykorzystanie mocy komputerów kwantowych do symulacji oddziaływań elektronów w cząsteczkach. Wymaga to ogromnej mocy obliczeniowej, a według raportu Quantum Insider, symulacja insuliny wymaga śledzenia ponad 33 tys. orbitali molekularnych, co wykracza poza możliwości dzisiejszych superkomputerów. W lipcowym badaniu zespół z Cleveland Clinic pokazał, że komputery kwantowe połączone ze sprzętem superkomputerowym mogą symulować cząsteczki z niespotykaną dotąd dokładnością. Zespół przetestował swoją hybrydową metodę obliczeniową na pierścieniu wodorowym złożonym z 18 atomów i cykloheksanu. Ich model prawidłowo przewidział stabilność cząsteczek. Zużył mniej kubitów niż wymagałby tego sam komputer kwantowy. Japoński superkomputer Fugaku został połączony z procesorem kwantowym Heron firmy IBM, aby symulować złożone klastry żelazowo-siarkowe.
Czytaj więcej
Amerykański superkomputer przeliczył bardzo szybko dane odnośnie zachowania reaktora jądrowego z...
– Komputery kwantowe mają nieco złą sławę, ponieważ wiele obiecywano przez wiele lat – powiedział Kenneth Merz, badacz z Centrum Obliczeniowych Nauk o Życiu w Cleveland Clinic w wywiadzie dla Interesting Engineering. – Ale właśnie dochodzimy do interesującego etapu w dziedzinie sprzętu, który pozwala nam rozpocząć testowanie algorytmów kwantowych, aby określić ich mocne i słabe strony pod kątem przyszłych „bezszumowych” stosów sprzętowych, które wiele firm planuje wprowadzić w ciągu najbliższych 3-5 lat. Dla mnie to ekscytujący czas w tej dziedzinie, w której krajobraz będzie się bardzo dynamicznie zmieniał wraz z nowymi innowacjami sprzętowymi i programowymi – dodał.
Żelazo, siarka i algorytmy – chemia w świecie kubitów
Modelowanie klastrów żelazowo-siarkowych pokazuje potencjał obliczeń hybrydowych, a naukowcy coraz częściej dostrzegają, że niektóre z wczesnych obietnic związanych z odpornymi na błędy komputerami kwantowymi są możliwe do zrealizowania dzięki temu hybrydowemu podejściu kwantowo-klasycznemu. – W IBM zaczynamy bezpośrednio łączyć komputery kwantowe, takie jak nasz IBM Quantum System Two, z klasycznymi komputerami o wysokiej wydajności, takimi jak superkomputer Fugaku firmy RIKEN w Kobe w Japonii – powiedział Antonio Mezzacapo, główny naukowiec ds. superkomputerów kwantowych i stosowanych nauk kwantowych w IBM, w wywiadzie dla Interesting Engineering. – Pozwala nam to podchodzić do złożonych problemów obliczeniowych w nowy sposób, w którym system zarządzania orkiestracją zasobów może rozłożyć problemy obliczeniowe na procesory CPU, GPU i QPU, a każda technologia radzi sobie z obciążeniami, do których jest najlepiej przystosowana – dodał.
