11月6日消息,IBM、AMD与美国橡树岭国家实验室的量子科学中心推出联合研究平台,让量子计算机与传统CPU、GPU协同工作,研究如何发现和处理量子计算中的错误。
量子计算的一大难题是容易受到噪声干扰,要让它承担更复杂的计算任务,不能只增加量子比特,还需要保护计算中的信息,避免错误影响结果,这正是量子纠错要解决的问题。
此次合作中,量子处理器负责执行量子计算,AMD的CPU和GPU则为纠错研究、错误解码和软件调度提供算力,并不是用GPU取代量子处理器。
首批部署将IBM量子计算机与橡树岭的Umbra高性能计算系统放在同一地点,其中包括120量子比特的IBM Nighthawk处理器,Umbra则搭载AMD Instinct MI355X GPU和第五代EPYC处理器。
研究人员可以在计算进行到一半时测量量子比特,并根据结果实时采取行动,还能精确调整控制信号的时序,比较不同纠错方案需要多少时间、量子比特和传统计算资源,找出GPU最能发挥作用的环节。
这项合作对接美国能源部的量子研究计划,其竞赛目标是在2028年底前,让100个逻辑量子比特完成10万次高难度操作,逻辑量子比特可以理解为经过纠错保护的计算单元,与芯片上的物理量子比特不是一回事。
IBM披露,相关实验目前已实现最多70个逻辑量子比特和438次此类操作,要达到10万次的目标,操作数量需要提升至目前的约230倍。
IBM研究负责人Jay Gambetta表示,现在的问题已不再是纠错能否在量子硬件上工作,而是怎样加速和优化纠错,让科学家能够用这些系统解决有意义的问题。
双方此前的合作已经涉及实际科学计算,IBM与橡树岭利用量子计算机和Frontier超级计算机协同模拟磁性材料,并计算聚变燃料相关材料的分子构型。
新平台将进一步研究量子与传统计算如何配合,为更可靠的量子计算系统积累经验,但并不意味着实用容错量子计算机已经建成。